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Dados Básicos
Título
Fundamentos da Computação Quântica: Sintaxe e Semântica
Número do projeto
047561
Número do processo
23081.045699/2017-36
Classificação principal
Pesquisa
Data inicial
15/03/2020
Data final
31/12/2021
Resumo
O projeto de linguagens de programação quântica envolve o estudo de diversas características de linguagens, que podem ser vistas como casos especiais de sistemas clássicos: paralelismo, sistemas probabilísticos, sistemas não-determinísticos, isomorfismo de tipos, etc. O presente projeto propõe o estudo de algumas dessas caraterísticas, as quais estão relacionadas com linguagens de programação quântica, mas, além disso, também podem ser utilizadas e aplicadas no estudo de sistemas utilizados atualmente. Ademais, considerando-se uma perspectiva mais fundamental, busca-se investigar as implicações dos princípios da Ciência da Computação para a física quântica. Por exemplo, as consequências da tese de Church-Turing para experimentos como o de Bell. O objetivo geral é começar uma nova direção de pesquisa na busca por um {\em framework} que unifique Ciência da Computação e a física quântica.
Objetivos
O projeto de linguagens de programação quântica envolve o estudo de diversas características de linguagens, que podem ser vistas como casos especiais de sistemas clássicos: paralelismo, sistemas probabilísticos, sistemas não-determinísticos, isomorfismo de tipos, etc. O presente projeto propõe o estudo de algumas dessas caraterísticas, as quais estão relacionadas com linguagens de programação quântica, mas, além disso, também podem ser utilizadas e aplicadas no estudo de sistemas utilizados atualmente. Ademais, considerando-se uma perspectiva mais fundamental, busca-se investigar as implicações dos princípios da Ciência da Computação para a física quântica. Por exemplo, as consequências da tese de Church-Turing para experimentos como o de Bell. O objetivo geral é começar uma nova direção de pesquisa na busca por um {\em framework} que unifique Ciência da Computação e a física quântica.
Justificativa
A computação quântica tem suas origens na física; mais precisamente em um seminário ministrado por Richard Feynman em 1981 no Instituto de Tecnologia de Massachusetts ({\em Massachusetts Institute of Technology - MIT }) sobre o problema de simular física quântica com a utilização de computadores. Longe de propor qualquer solução para o problema, Feynman abriu as portas para novas questões nunca consideradas anteriormente. Por exemplo, quais as vantagens se os computadores fossem governados pelas leis da mecânica quântica? A questão levantada por Feynman levou à algumas propostas para um modelo quântico de computação, mas a realização de que realmente pode-se ter algum ganho veio somente quinze anos depois com os resultados de Grover\cite{GroverSTOC96} e Shor \cite{ShorSIAM97}. Grover propôs um algoritmo quântico para executar busca em registros desordenados, com um ganho quadrático na complexidade temporal comparando com qualquer outro algoritmo clássico. O trabalho de Shor definiu um algoritmo quântico de tempo polinomial para fatorar números inteiros. Para esse problema somente se conhece algoritmos clássicos com tempo exponencial. Pode-se dizer que esses foram os primeiros resultados que geraram um grande interesse de pesquisadores da ciência de computação. Entretanto, considerando-se uma perspectiva mais fundamental, os fundamentos lógicos que norteiam a computação quântica ainda permanecem desconhecidos. Embora exista uma lógica quântica~\cite{BirkhoffVonNeumannAM36}, ela foi proposta muito antes da computação quântica, e ainda não existem trabalhos que apontem suas relações.
Resultados esperados
Os resultados esperados para o presente projeto podem ser resumidos como segue: \begin{enumerate} \item Formalização de propriedades da computação quântica no cálculo-$\lambda$, tais como paralelismo (Objetivo~\ref{gl:parallel}), e não-determinísmo (Objetivo~\ref{gl:isos}). \item Um melhor entendimento da estrutura de resultados prévios através da definição de uma semântica denotacional para o $\lvec$ (Objetivo~\ref{gl:denVec}) e de uma semântica categórica para o cálculo-$\lambda$ quântico baseado monádico com setas (Objetivo~\ref{gl:arrow}). \item Resultados sobre a indecidibilidade de processos da informação quântica e formalização da ``física quântica computável'' (Objetivo~\ref{gl:physics}). \end{enumerate}
Projeto em âmbito confidencial
Não
Projeto superior
-
Palavra-chave 1
Computação quântica
Palavra-chave 2
Semântica de Linguagens
Palavra-chave 3
[Não informado]
Palavra-chave 4
[Não informado]
Tipo de evento
Não se aplica
Carga horária do curso
[Não informado]
Situação
Em andamento
Avaliação
Não avaliado
Última avaliação
[Não informado]
Gestão do conhecimento e gestão financeira
O projeto pode gerar conhecimento passível de proteção?
Não
Propriedade Intelectual
[Não informado]
Proteção Especial
[Não informado]
Direito Autoral - Copyright
Não
O projeto contrata uma fundação? Indique a fundação
Não necessita contratar fundação
Classificações
Tipo
Classificação
Classificação CNPq
1.03.01.04-6 LÓGICAS E SEMÃNTICA DE PROGRAMAS
Linha de pesquisa
07.01.04 LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO
Quanto ao tipo de projeto de pesquisa
2.01 Projeto de Pesquisa Pura
Objetivos Sustentáveis da ONU
04 Educação de Qualidade

Plano Gestão
Objetivo Estratégico
PDI 2016-2026 - Desafios
Inovação, geração de conhecimento e transferência de tecnologia
Participantes
Matrícula Nome Função Carga Horária Período
@{matricula} @{pessoa.nomePessoa} @{funcao.descricao} @{cargaHoraria} h/semana @{dataInicial|format=dd/MM/yyyy} a @{dataFinal|format=dd/MM/yyyy}
Órgãos
Unidade Função Período
@{descricao} @{funcao.descricao} @{dataInicial|format=dd/MM/yyyy} a @{dataFinal|format=dd/MM/yyyy}
Plano de Trabalho
Metas/Indicadores/Fases
  • Meta:
    1 - revisão bibliográfica
    Período:
    15/03/2020 a 15/08/2020
    Valor:
    R$ [Não informado]
    Conclusão:
    0 %
  • Meta:
    2 - Desenvolvimento do projeto
    Período:
    15/08/2020 a 31/12/2021
    Valor:
    R$ [Não informado]
    Conclusão:
    0 %