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FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
PROCESO DE DOCENCIA
MDCCU-F01
SUBPROCESO: GESTIÓN CURRICULAR
Versión:2
CONTENIDO DEL ESPACIO ACADÉMICO
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1. INFORMACION GENERAL FACULTAD: Tecnológica
PROYECTO CURRICULAR: Ingeniería en Telemática
ESPACIO ACADÉMICO (Asignatura): Computación Cuántica Obligatorio: Básico Complementario Electivo: Intrínsecas Extrínsecas
CÓDIGO ASIGNATURA: 37804048 DOCENTE: Jairo Ernesto Castillo Hernández GRUPO: NO. DE ESTUDIANTES: NÚMERO DE CRÉDITOS: 3 TIPO DE CURSO: Teórico Práctico Teórico – Práctico (x) ALTERNATIVAS METODOLÓGICAS Clase
Magistral Seminario Seminario- Taller
Taller Prácticas Proyectos tutoriados
Otro
HORARIO
Días Horas Salón
2. JUSTIFICACIÓN DEL ESPACIO ACADÉMICO (El ¿Por Qué?)
La computación cuántica es un paradigma de computación distinto al de la computación clásica. Se basa en el uso de qubits en lugar de bits, y da lugar a nuevas puertas lógicas que hacen posibles nuevos algoritmos; como por ejemplo el algoritmo de Shor el cual se utilizo para romper los esquemas de la criptografía actual, un problema de mucha importancia en el cifrado de la información. Una misma tarea puede tener diferente complejidad en computación clásica y en computación cuántica, lo que ha dado lugar a una gran expectación, ya que algunos problemas intratables pasan a ser tratables. Mientras un computador clásico equivale a una una maquina de Turing un computador cuántico equivale a una maquina de Turing cuántica.
Debido al razonamiento anterior, se hace necesario que el ingeniero telemático tenga una concepción científica del mundo; comprenda los últimos adelantos teóricos en computación cuántica, resultado de la matemática, la física y la computación.
3. PROGRAMACIÓN DEL CONTENIDO (El ¿Qué enseñar?)
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OBJETIVO GENERAL: Conocer las propiedades más generales de la materia y sus formas de movimiento en el contexto de física y la matemática moderna, sus aplicaciones en los sistemas cuánticos y criptográficos.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Conocer el modelo de la mecánica cuántica sus leyes, principios y sus aplicaciones en la tecnología e ingeniería. COMPETENCIAS DE FORMACIÓN
Desarrollar las competencias cognitiva(conceptual), operativa, experimentativa y modelativa entendidas de la siguiente manera:
Se entiende por competencia conceptual: el manejo de estructuras conceptuales a través de definiciones, reglas, mapas conceptuales y ejemplos. En física la competencia conceptual liga el concepto al modelo, donde el modelo es el conjunto de conceptos y relaciones que nos ayudan a explicar los fenómenos, entendidos estos como el resultado de las interacciones dentro de un sistema.
Se entiende por competencia operativa: el manejo de algoritmos para dirigir procedimientos y obtener procesos válidos de solución de problemas. Cada objeto matemático o físico está vinculado a un conjunto de símbolos y operadores que le son propios y que hacen parte de un lenguaje regulado por las jerarquías existentes entre los signos y por las reglas presentes en los algoritmos de transformación que hacen posible la simplificación de las expresiones. La competencia operativa permite calcular, intervenir sobre los signos, ejecutando las acciones de un proceso que sigue el lineamiento dado por un razonamiento.
Se entiende por competencia modelativa: la capacidad de explicar y predecir el comportamiento de un sistema cuántico utilizando los conceptos, leyes y principios de la mecánica cuántica
Se entiende por competencia experimentativa: la capacidad de manipular instrumentos de medición, comparar resultados teóricos y experimentales, diseñar, simular o realizar experimentos para establecer relaciones entre magnitudes físicas, diseñar y simular algoritmos utilizando circuitos cuánticos.
PROGRAMA SINTÉTICO
1 Teoría atómica de Bohr
2 Elementos matemáticos de la mecánica cuántica 3 Elementos de mecánica cuántica
4 Computación cuántica
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Un modelo posible para la enseñanza de las Ciencias Naturales en la educación superior es la pedagogía problemica apoyada en un aprendizaje significativo. Se plantean cuatro estrategias pedagogicas integradoras y unitarias en este proceso investigativo y de enseñanza -aprendizaje: La clase magistral en la cual el profesor muestra el modelo conceptual de la física, sus conceptos y relación entre estos conceptos para explicar los diferentes fenomenos naturales,el taller como una herraminta didactica en el cual el alumno con la ayuda del profesor selecciona, organiza, elabora y aplica los conocimientos adquiridos en la solucion de un problema practico, las tutorias personalizadas: un espacio integrador donde el estudiante y el profesor resuelven dudas, encuentran la dinamica de lo conocido y lo desconocido y con ello la solucion del problema, los laboratorios un espacio para aprender a medir, simular, diagramar y los proyectos colaborativos constituyen la metodología del curso.
Horas Horas
Profesor / semana
Horas Estudiante / semana
Total Horas Estudiante / semana
Créditos
Tipo de curso
TD TC TA
(TD+TC) 5
(TD+TC+TA) 10
X 16 Semanas
Trabajo Presencial Directo (TD): trabajo de aula con plenaria de todos los estudiantes.
Trabajo Mediado _ Cooperativo (TC): trabajo de tutoría del docente a pequeños grupos o de forma individual a los estudiantes.
Trabajo Autónomo (TA): Trabajo del estudiante sin presencia del docente, que se puede realizar en distintas instancias: en grupos de trabajo o en forma individual, en casa o en biblioteca, laboratorio, etc.)
5. RECURSOS (¿Con qué?) MEDIOS Y AYUDAS:
Aula de clase, laboratorios de física, laboratorios de informática, aula virtual. BIBLIOGRAFÍA
_ Textos guía
1. Michael A Nielsen, Quantum Computation and quantum information, Cambridge University Press _Textos complementarios
1. P.A.M Dirac , Principios de la mecánica cuántica, Oxford University Press 2. R Serway, física moderna, Cengage Learning
_Enlaces de Internet
1. http://sites.google.com/site/jairophysical/
2. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm
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6. ORGANIZACIÓN / TIEMPOS (¿De qué forma ¿) ESPACIOS, TIEMPOS Y AGRUPAMIENTOS
UNIDAD 1. Teoría atómica de Bohr
Regularidades de los espectros atómicos
Postulados de Bohr
Regla de cuantización de Bohr
Teoría elemental del átomo de Hidrogeno
UNIDAD 2. ELEMENTOS MATEMATICOS DE LA MECANICA CUANTICA
Operadores lineales
Valores y funciones propias de los operadores lineales
Función de onda
Principio de superposición
Variables dinámicas en la mecánica cuántica
Valores esperados
UNIDAD No3. ELEMENTOS DE MECANICA CUANTICA
Hipotesis de Broglie
Dualidad onda partícula
Principio de Incertidumbre
Ecuación de Schroedinger
Cuantización de la energía
Cunatización del momento angular
Paso de las partículas através de una barrera de potencial
UNIDAD No4. COMPUTACIÓN CUANTICA
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Múltiple qbits
Circuitos cuánticos
Algoritmos cuánticos
7. EVALUACIÓN (¿Qué, Cuándo, Cómo?)
Criterios Nota 1
35%
Nota 2
35%
Examen final
30% Talleres
lect
Lectura
5% 5%
Prácticas de laboratorio 10% 10%
Proyecto 5% 5% 15%
Evaluación parcial 15% 15%
Examen final en conjunto 15%
PRIMERA NOTA SEGUNDA NOTA EXAMEN FINAL
TIPO DE EVALUACIÓN FECHA PORCENTAJE
ASPECTO A EVALUAR DEL CURSO 1. Evaluación del desempeño docente
2. Evaluación de los aprendizajes de los estudiantes en sus dimensiones: individual/grupo, teórica/práctica, oral/escrita 3. Autoevaluación
4. Co evaluación del curso: de forma oral entre estudiantes y docentes. Datos del docente
NOMBRE: Jairo Ernesto Castillo Hernández PREGRADO: Físico
POSRGRADO: Magister en Ciencias Físico-Matemáticas.
Asesorías:
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