Computación cuántica: autómatas finitos con inputs y outputs

Abstract

Este trabajo sirve como introducción a la computación cuántica mediante autómatas finitos. Además, presenta un nuevo marco para trabajar con un modelo de autómatas finitos cuánticos que distinga entre inputs y outputs. Se considera como inputs los símbolos de un alfabeto, que determinan transformaciones unitarias, y como outputs las mediciones realizadas tras leer una cadena. También se presenta una relación de implementación para estos autómatas. A continuación, se da otra definición alternativa más apropiada para un marco de testing de caja negra. Finalmente, se ha desarrollado un simulador de autómatas finitos cuánticos que permite simular el comportamiento de autómatas a partir de una configuración establecida por el usuario. También permite comparar autómatas de acuerdo a la relación previamente mencionada.

This Thesis provides an introduction to Quantum Computing via quantum automata. Additionally, it proposes a novel framework to define quantum finite automata that distinguish between inputs and outputs. Inputs will be symbols of an alphabet, inducing unitary transformations, while outputs will be measurements applied after processing a sequence of inputs. The Thesis gives an implementation relation for these automata. After that, it presents an alternative implementation relation more appropriate for black-box testing. Finally, a quantum finite automata simulator has been developed. This simulator allows users to provide an automata and simulate its behavior. It also allows users to compare two automata according to the previously mentioned relation.