Aplicación

Técnicas de IA y quantum machine learning para la identificación de procesos cuánticos

Información Cuántica y Óptica Cuántica

Descripción del grupo:

Los grupos de Información Cuántica y Óptica Cuántica del departamento de Física de la UAB trabajan desde hace años en temas afines al uso de AI y machine learning para la optimización de los recursos cuánticos y dar solución a algunas de las preguntas abiertas en la física de altas energías y materia condensada. En la página web del grupo (https://grupsderecerca.uab.cat/giq/publications) se pueden encontrar más de 400 publicaciones científicas en el ámbito de la información cuántica, varias de ellas centradas en el uso de AI y machine learning para entender mejor los sistemas cuánticos, es decir, entre otras cosas, métodos de certificación y verificación de estados cuánticos. Esta experiencia será fundamental para poder discernir si lo generado en un ordenador cuántico es realmente el estado que queremos estudiar y no otro que se haya generado por error.

Descripción de la actividad:

El objetivo de esta tarea es estudiar de la frontera entre la algoritmia cuántica y la inteligencia artificial, y su aplicación a la mejora de tareas específicamente cuánticas.
En concreto, se abordarán los siguientes aspectos:
1. Clasificación de estados cuánticos a partir de datos experimentales.
2. Discriminación de mapas o procesos cuánticos mediante técnicas de IA.
3. Certificación y verificación de los recursos cuánticos mediante aprendizaje cuántico.
4. Desarrollo de algoritmos con utilidad para la física de altas energías y evaluación de los mismos en diversas plataformas cuánticas y clásicas.

Resultados

Baghali Khanian, Z.; Winter, A.

A Rate-Distortion Perspective on Quantum State Redistribution Artículo de revista

En: IEEE Transactions on Information Theory, 2025.

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Skotiniotis, M.; Llorens, S.; Hotz, R.; J. Muñoz-Tapia Calsamiglia, R.

Identification of malfunctioning quantum devices Artículo de revista

En: Physical Review Research, vol. 6, 2025.

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Colomer, P.; Deppe, C.; Boche, H.; Winter, A.

Quantum Hypothesis Testing Lemma for Deterministic Identification over Quantum Channels Working paper

2025.

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Gopalkrishna Naik, S.; Zartab, M.; Gisin, N.; Banik, M.

No-Go Theorem for Generic Simulation of Qubit Channels with Finite Classical Resources Working paper

2025.

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Rout, S.; Sakharwade, N.; Sankar Bhattacharya, S.; Ramanathan, R.; Horodecki, P.

Unbounded quantum advantage in communication with minimal input scaling Artículo de revista

En: Physical Review Research, 2025.

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Xu, Z. P.; Schwonnek, R.; Winter, A.

Bounding the Joint Numerical Range of Pauli Strings by Graph Parameters Artículo de revista

En: PRX Quantum, vol. 5, iss. 2, no 20318, 2025.

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Fanizza, M.; Rouzé, C.; Stilck França, D.

Efficient Hamiltonian, structure and trace distance learning of Gaussian states Working paper

2025.

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Schindler, J.; Strasberg, P.; Galke, N.; Winter, A.; Jabbour, M.

Unification of observational entropy with maximum entropy principles Working paper

2025.

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Fanizza, M.; Galke, N.; Lumbreras, J.; Rouzé, C.; Winter, A.

Learning finitely-correlated states: stability of the spectral reconstruction Working paper

2025.

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Llorens, S.; González, W.; Sentís, G.; Calsamiglia, J.; Muñoz-Tapia, R.; Bagan, Em.

Quantum Edge Detection Artículo de revista

En: Quantum, vol. 8, pp. 1289, 2025.

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Romero-Pallejà, J.; Ahiable, J.; Marconi, C.; Sanpera, A.

Multipartite entanglement in the diagonal symmetric subspace Artículo de revista

En: Journal of Mathematical Physics, vol. 66, pp. 22203, 2025.

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Rout, S.; Sankar Bhattacharya, S.; Horodecki, P.

Randomness-free Detection of Non-projective Measurements: Qubits & beyond Working paper

2024.

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Rout, S.; N. Bhattacharya Sakharwade, S. S.; Ramanathan, R.; Horodecki, P.

Unbounded Quantum Advantage in Communication with Minimal Input Scaling Working paper

Preprint, 2024.

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Abellanet-Vidal, J.; Müller-Rigat, G.; Rajchel-Mieldzioć, G.; Sanpera, A.

Improving absolute separability bounds for arbitrary dimensions Working paper

2024.

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Piccolini, M.; Karczewski, M.; Winter, A.; Lo Franco, R.

Robust generation of N-partite N-level singlet states by identical particle interferometry Artículo de revista

En: Quantum Science and Technology, vol. 10, iss. 1, no 15013 , 2024.

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Fontana, P.; Miranda Riaza, M.; Celi, A.

An efficient finite-resource formulation of non-Abelian lattice gauge theories beyond one dimension Working paper

2024.

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Llorens, S.; Sentís, G.; Muñoz-Tapia, R.

Quantum multi-anomaly detection Artículo de revista

En: Quantum, vol. 8, pp. 1452, 2024.

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Becker, S.; Galke, N.; Salzmann, R.; Van Luijk, L.

Convergence rates for the Trotter-Kato splitting Working paper

2024.

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Learning Quantum Processes Without Input Control Artículo de revista

En: PRX Quantum, vol. 5, iss. 2, no 20367, 2024.

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Aniello, P.; L’Innocente, S.; Mancini, S.; Parisi, V.; Svampa, I.; Winter, A.

Invariant measures on p-adic Lie groups: the p-adic quaternion algebra and the Haar integral on the p-adic rotation groups Artículo de revista

En: Letters in Mathematical Physics, vol. 114, iss. 3, no 78, 2024.

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Skotiniotis, M.; Llorens, S.; Calsamiglia, J.; Muñoz-Tapia, R.

Topological obstructions to quantum computation with unitary oracles Artículo de revista

En: Physical Review Research, vol. 9, iss. 3, pp. 32625, 2024.

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Gasbarri, G.; Bilkis, M.; Roda-Salichs, E.; Calsamiglia, J.

Sequential hypothesis testing for continuously-monitored quantum systems Artículo de revista

En: Quantum, vol. 8, 2024.

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