Emulador de algoritmos cuánticos en FPGA utilizando herramientas de diseño de alto nivel

A pesar de los avances de los últimos años en materia de tecnología cuántica, uno de los campos de investigación en los cuales grandes empresas internacionales están invirtiendo una gran cantidad de tiempo y recursos, no existe hoy una computadora cuántica a gran escala. La ausencia de hardware cuán...

Descripción completa

Guardado en:
Detalles Bibliográficos
Autor principal: Silva, Agustín
Otros Autores: Zabaleta, Omar Gustavo
Formato: Tesis draft Tesis de grado
Lenguaje:Español
Publicado: Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Argentina 2018
Materias:
Acceso en línea:http://rinfi.fi.mdp.edu.ar/handle/123456789/154
Aporte de:
id I29-R182-123456789-154
record_format dspace
spelling I29-R182-123456789-1542024-05-02T15:11:15Z Emulador de algoritmos cuánticos en FPGA utilizando herramientas de diseño de alto nivel Silva, Agustín Zabaleta, Omar Gustavo Tecnología cuántica Algoritmos cuánticos Tecnología FPGA A pesar de los avances de los últimos años en materia de tecnología cuántica, uno de los campos de investigación en los cuales grandes empresas internacionales están invirtiendo una gran cantidad de tiempo y recursos, no existe hoy una computadora cuántica a gran escala. La ausencia de hardware cuántico dificulta el diseño de nuevos algoritmos. Por otra parte, una alternativa que permite avanzar en esta linea es la utilización de emuladores que permitan modelar los algoritmos existentes y diseñar nuevas alternativas. La principal ventaja de la computación cuántica por sobre la clásica es la posibilidad de procesar datos en forma paralela naturalmente. En tal sentido, resulta conveniente disponer de un método que emule el comportamiento de la forma más exacta posible. En este trabajo se propone un método que realice esta tarea de manera flexible aprovechando la tecnología FPGA (field-programmable gate array) y que reduzca los tiempos tanto de diseño como de procesamiento. Se utilizan herramientas del entorno Vivado R que permiten programar bloques a alto nivel que luego son sintetizados a código RTL. El potencial del emulador es puesto a prueba mediante la implementación de dos de los algoritmos de mayor importancia: la transformada cuántica de Fourier (QFT) y el algoritmo de búsqueda de Grover. Se describe con detalle cada paso del diseño y se estudia el rendimiento del circuito para diferentes casos. Fil: Silva, Agustín. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina 2018-08-23 Thesis info:eu-repo/semantics/draft info:ar-repo/semantics/tesis de grado info:eu-repo/semantics/bachelorThesis application/pdf http://rinfi.fi.mdp.edu.ar/handle/123456789/154 spa info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Argentina
institution Universidad Nacional de Mar del Plata (UNMdP)
institution_str I-29
repository_str R-182
collection RINFI - Facultad de Ingeniería (UNMdP)
language Español
topic Tecnología cuántica
Algoritmos cuánticos
Tecnología FPGA
spellingShingle Tecnología cuántica
Algoritmos cuánticos
Tecnología FPGA
Silva, Agustín
Emulador de algoritmos cuánticos en FPGA utilizando herramientas de diseño de alto nivel
topic_facet Tecnología cuántica
Algoritmos cuánticos
Tecnología FPGA
description A pesar de los avances de los últimos años en materia de tecnología cuántica, uno de los campos de investigación en los cuales grandes empresas internacionales están invirtiendo una gran cantidad de tiempo y recursos, no existe hoy una computadora cuántica a gran escala. La ausencia de hardware cuántico dificulta el diseño de nuevos algoritmos. Por otra parte, una alternativa que permite avanzar en esta linea es la utilización de emuladores que permitan modelar los algoritmos existentes y diseñar nuevas alternativas. La principal ventaja de la computación cuántica por sobre la clásica es la posibilidad de procesar datos en forma paralela naturalmente. En tal sentido, resulta conveniente disponer de un método que emule el comportamiento de la forma más exacta posible. En este trabajo se propone un método que realice esta tarea de manera flexible aprovechando la tecnología FPGA (field-programmable gate array) y que reduzca los tiempos tanto de diseño como de procesamiento. Se utilizan herramientas del entorno Vivado R que permiten programar bloques a alto nivel que luego son sintetizados a código RTL. El potencial del emulador es puesto a prueba mediante la implementación de dos de los algoritmos de mayor importancia: la transformada cuántica de Fourier (QFT) y el algoritmo de búsqueda de Grover. Se describe con detalle cada paso del diseño y se estudia el rendimiento del circuito para diferentes casos.
author2 Zabaleta, Omar Gustavo
author_facet Zabaleta, Omar Gustavo
Silva, Agustín
format Thesis
draft
Tesis de grado
Tesis de grado
author Silva, Agustín
author_sort Silva, Agustín
title Emulador de algoritmos cuánticos en FPGA utilizando herramientas de diseño de alto nivel
title_short Emulador de algoritmos cuánticos en FPGA utilizando herramientas de diseño de alto nivel
title_full Emulador de algoritmos cuánticos en FPGA utilizando herramientas de diseño de alto nivel
title_fullStr Emulador de algoritmos cuánticos en FPGA utilizando herramientas de diseño de alto nivel
title_full_unstemmed Emulador de algoritmos cuánticos en FPGA utilizando herramientas de diseño de alto nivel
title_sort emulador de algoritmos cuánticos en fpga utilizando herramientas de diseño de alto nivel
publisher Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Argentina
publishDate 2018
url http://rinfi.fi.mdp.edu.ar/handle/123456789/154
work_keys_str_mv AT silvaagustin emuladordealgoritmoscuanticosenfpgautilizandoherramientasdedisenodealtonivel
_version_ 1807948659550060544