Teoria Quântica para Matemátic@s em Formação

Disciplina ofertada pelo DMA-IMECC no primeiro semestre letivo de 2020.

Pré-Requisitos

Não será assumido conhecimento prévio de teoria quântica. Os pré-requisitos verdadeiros são álgebra Linear e Equações Diferenciais (Cálculo III é suficiente, ainda que Métodos da Física Matemática I seja bem-vindo). Não é necessário nem saber nem gostar de física, mas é necessário saber e gostar de álgebra linear e saber que os complexos formam um corpo.

Espírito da coisa

A ideia é usar essa disciplina para escrever um novo livro: Teoria Quântica para Matemáticos em Formação, parecido em espírito (e com alguma sobreposição) com o livro Mecânica Quântica para Matemáticos em Formação, utilizado em um minicurso no 29 Colóquio Brasileiro de Matemática (em conjunto com Bárbara Amaral e Alexandre Baraviera). Essa disciplina é ofertada como uma oportunidade cultural de se entender o que é Teoria Quântica e ter noções básicas de Computação Quântica. Uma boa aproximação para a estrutura de tópicos a ser trabalhada é:
  1. Um bit de Teoria Quântica
  2. Um pouco de movimento
  3. Sistemas de d níveis
  4. Sistemas Compostos
  5. Representações de grupos
  6. Spin
  7. Oscilador Harmônico
  8. Operador Densidade
  9. Sistemas Compostos
  10. Evolução Temporal
  11. Representação de Heisenberg
  12. Canais Quânticos
  13. Computação Quântica por Circuitos
  14. Algoritmos Quânticos
  15. Computação Quântica baseada em Medições
  16. Transformações e Catálise
  17. Teoria do Emaranhamento
  18. Sistemas de Mais Partes
  19. Teorema de Bell
  20. Teorema de Kochen e Specker
  21. Abordagem de Grafos para Contextualidade . .

Bibliografia

Além da versão preliminar do livro a ser escrito, para cada tema, bibliografia complementar será sugerida, mas textos razoavelmente transversais são Quantum Theory: Methods and Concepts, de Asher Peres e Quantum Information and Quantum Computation, de Nielsen e Chuang.

Avaliação

Após o tópico 6 deve haver uma prova. Todo o resto vai ser definido posteriormente, conforme tamanho da turma e o desempenho nessa prova.