Aplicación

Algoritmos cuánticos y de inspiración cuántica para problemas matemáticos complejos

Plataforma Temática Interdisciplinar de Tecnologías Cuánticas del CSIC

Descripción del grupo:

Por parte del CSIC, los objetivos de este proyecto son comunes a uno de los pilares fundamentales de la Plataforma Temática Interdisciplinar de Tecnologías Cuánticas (https://qtep.csic.es), a la que pertenecen los grupos de investigación que participarán en las tareas mencionadas a continuación. Esta Plataforma coordina el acceso de los investigadores del CSIC a recursos de computación cuántica y realiza investigación en algoritmos cuánticos tanto de interés fundamental (científico) como comercial (en colaboración con empresas y terceras partes). CSIC aporta un conocimiento singular en el diseño de algoritmos de optimización y simulación cuántica, algoritmos de inteligencia artificial cuántica y la operación de ordenadores cuánticos.

Varios grupos de institutos del CSIC trabajan activamente en el desarrollo de algoritmia cuántica. El grupo QUINFOG (https://quinfog.hbar.es/) del Instituto de Física Fundamental desarrolla algoritmos cuánticos de optimización y machine learning cuántico. Además, se investigan nuevos métodos de simulación numérica basados en redes de tensores. El grupo del Instituto de Física Teórica liderado por los profesores Germán Sierra y Alejandro Bermúdez centra su investigación en algoritmos cuánticos aplicados a procesos de física de la materia condensada y física de altas energías. El grupo del Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología liderado por Daniel Barredo, experimenta con el uso de átomos fríos para simular procesos cuánticos, incluido circuitos y algoritmos desarrollados por la comunidad. Por su parte, el Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos investiga nuevos modelos de computación e inteligencia artificial cuántica para ser aplicados a sistemas complejos.

La plataforma temática QTEP mencionada coordina varios cursos en computación cuántica, incluyendo el Máster de Tecnologías Cuánticas del CSIC, así como actividades de diseminación y divulgación orientadas a empresas. Además, la plataforma promueve actividades de transferencia y creación de spin-offs.

Descripción de la actividad:

1. Desarrollo de algoritmos cuánticos y de inspiración cuántica para resolver problemas de optimización y aprendizaje automático en problemas de relevancia práctica.
2. Desarrollo de técnicas de mitigación de errores y de métodos variacionales que permitan utilizar ordenadores cuánticos en condiciones realistas de ruido e imperfecciones, por ejemplo en dispositivos basados en iones atrapados.
3. Desarrollo de algoritmos cuánticos para el estudio y simulación de sistemas cuánticos complejos en materia condensada y física de partículas.
4. Redes de tensores para la simulación, optimización y entrenamiento de algoritmos cuánticos.

Resultados

Bou-Comas, A.; Marimón, C. R.; Schneider, J. T.; Ramos Marimón, C.; Schneider, J. T.; Carignano, S.; Tagliacozzo, L.

Measuring temporal entanglement in experiments as a hallmark for integrability Working paper

2025.

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Edmunds, C. L.; Rico, E.; Arrazola, I.; Brennen, G. K.; Meth, M.; Blatt, R.; Ringbauer, M.

Constructing the spin-1 Haldane phase on a qudit quantum processor Working paper

2025.

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Bǎzǎvan, O.; Saner, S.; Tirrito, E.; Araneda, G.; Srinivas, R.; Bermudez, A.

Synthetic Z2 gauge theories based on parametric excitations of trapped ions Artículo de revista

En: Communications Physics, vol. 7, pp. 229, 2025.

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Bou-Comas, A.; Płodzień, M.; Tagliacozzo, L.; García-Ripoll, J. J.

Quantics Tensor Train for solving Gross-Pitaevskii equation Working paper

2025.

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Ruiz, R.; Sopena, A.; López, E.; Sierra, G.; Pozsgay, B.

Bethe Ansatz, quantum circuits, and the F-basis Artículo de revista

En: SciPost Physics, vol. 18, pp. 187, 2025.

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H.C., Zhang; Sierra, G.

Kramers-Wannier self-duality and non-invertible translation symmetry in quantum chains: a wave-function perspective Artículo de revista

En: Journal of High Energy Physics (JHEP), 2025.

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Ruiz, R.; Sopena, A.; Pozsgay, B.; López, E.

Efficient Eigenstate Preparation in an Integrable Model with Hilbert Space Fragmentation Working paper

2024.

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Sannia, A.; Tacchino, F.; I. Giorgi Tavernelli, G. L.; Zambrini, R.

Engineered dissipation to mitigate barren plateaus Artículo de revista

En: NPJ/Quantum Information, vol. 10, iss. 81, 2024.

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Labay-Mora, A.; Fiorelli, E.; Zambrini, R.; Giorgi, G. L.

Theoretical framework for quantum associative memories Working paper

2024.

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Cabot, A.; Giorgi, G. L.; Zambrini, R.

Nonequilibrium transition between dissipative time crystals Artículo de revista

En: PRX Quantum, vol. 5, iss. 3, no 30325, 2024.

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Nokkala, J.; Giorgi, G. L.; Zambrini, R.

Retrieving past quantum features with deep hybrid classical-quantum reservoir computing Artículo de revista

En: Machine Learning: Science and Technology, vol. 5, 2024.

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Domanti, E. C.; Zappalà, D.; Bermudez, A.; Amico, L.

Floquet-Rydberg quantum simulator for confinement in gauge theories Artículo de revista

En: Physical Review Research, vol. 6, 2024.

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Ruiz, R.; Sopena, A.; Hunter Gordon, M.; Sierra, G.; López, E.

The Bethe Ansatz as a Quantum Circuit Artículo de revista

En: Quantum, vol. 8, pp. 1356 , 2024.

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Martínez-Peña, R.; Soriano, M. C.; Zambrini, R.

Quantum fidelity kernel with a trapped-ion simulation platform Artículo de revista

En: Physical Review A, vol. 109, iss. 4, 2024, ISSN: 2469-9926.

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Labay-Mora, A.; Zambrini, R.; Giorgi, G. L.

Quantum memories for squeezed and coherent superpositions in a driven-dissipative nonlinear oscillator Artículo de revista

En: Physical Review A, vol. 109, iss. 3, 2024, ISSN: 2469-9926.

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García-Beni, J.; Giorgi, G. L.; Soriano, M. C.; Zambrini, R.

Squeezing as a resource for time series processing in quantum reservoir computing Artículo de revista

En: Optics Express, vol. 32, iss. 4, pp. 6733-6747, 2024.

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