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Computación cuántica y sus cálculos (02/2023 - a la fecha)
Código: PICT-2021-I-A-00090 Este proyecto estudia los fundamentos lógicos y semánticos de los lenguajes de programación para computación cuántica. Explora extensiones cuánticas del cálculo lambda, nuevas teorías de tipos y modelos categóricos que capturen fenómenos característicos del cómputo cuántico, como la superposición, el control cuántico y la medición. Aplica la correspondencia de Curry?Howard al contexto cuántico para desarrollar lógicas y sistemas de tipos que permitan describir y verificar programas cuánticos, así como para comprender mejor las estructuras lógicas subyacentes de la mecánica cuántica. El proyecto combina aspectos teóricos de lógica, lenguajes y teoría de categorías con problemas emergentes de verificación y programación cuántica, integrando colaboraciones locales e internacionales.
***ACLARACION IMPORTANTE***:
Los proyectos PICT fueron discontinuados por el gobierno actual. El proyecto está oficialmente en curso, pero en la práctica fue dejado de financiar como todos los proyectos que eran financiados por el ex Ministerio de Ciencia Argentino.
5 horas semanales
Coordinador o Responsable
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:4
Doctorado:3
Equipo:
Alejandro Díaz-Caro
Palabras clave:
computación cuántica
cálculo lambda
teoría de tipos
lógica
fundamentos de lenguajes de programación
modelos categóricos
control cuántico
verificación formal
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Computación Cuántica, Cálculo Lambda y sus Modelos Categóricos (01/2023 - a la fecha)
Código: CSIC 22520220100073UD Este proyecto trata sobre los fundamentos lógico-matemáticos de los lenguajes de programación para computación cuántica. La idea es extender la fuerte conexión existente entre lenguajes de programación, la lógica, y la teoría de categorías (conocida como correspondencia de Curry-Howard-Lambek), al caso cuántico, estudiando extensiones cuánticas al cálculo lambda, extensiones cuánticas a ciertas lógicas formales, y a sus modelos categóricos.
El entendimiento de las estructuras lógicas de la computación cuántica tiene diversas consecuencias concretas. Por un lado, otorga cierta luz sobre la mecánica cuántica y su modelo matemático. Por otro lado, permite extender los lenguajes de programación para computación cuántica para poder expresar programas que, aunque son físicamente realizables, los lenguajes actuales no permiten expresarlos (e.g., el llamado ?quantum switch?). Además, lógicas suficientemente expresivas servirán para verificar programas cuánticos.
10 horas semanales
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RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:6
Doctorado:3
Equipo:
Alejandro Díaz-Caro
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Fundamentos de lenguajes de programación: sistemas de pruebas y com- putación cuántica. (05/2019 - 04/2024 )
Código: PUNQ 1342/19 Este proyecto investiga los fundamentos de los lenguajes de programación cuántica y sus vínculos con la teoría de tipos, la lógica y la semántica formal. El objetivo central es desarrollar nuevos modelos basados en extensiones del cálculo lambda capaces de representar fenómenos cuánticos como superposición, no-clonado, medición, estados mixtos y control cuántico. El trabajo abarca tanto enfoques algebraico-lineales (como Lineal, el cálculo vectorial y Lambda-S) como modelos basados en matrices densidad, y estudia sus propiedades de tipado, normalización, confluencia y semántica categórica. Asimismo, el proyecto explora sistemas de realizabilidad adaptados al ámbito cuántico y analiza cómo estas construcciones inducen lógicas cuánticas computacionales. La propuesta incluye también un componente aplicado: el desarrollo de intérpretes y simuladores que materialicen los lenguajes formales estudiados. En conjunto, el proyecto contribuye a clarificar las estructuras lógicas y semánticas de la computación cuántica, y avanza hacia herramientas formales para el análisis y programación de algoritmos cuánticos.
6 horas semanales
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RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:5
Equipo:
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Qapla? - Quantum Aspects of Programming Languages (01/2021 - 12/2022 )
Código: 21-STIC-10 Qapla? QAPLA? es un proyecto internacional financiado por el programa regional STIC-AmSud, centrado en las conexiones entre cómputo cuántico, lenguajes de programación y lógica.
Como coordinador internacional, dirigí un consorcio con equipos de Argentina, Uruguay, Chile y Francia. El proyecto produjo avances teóricos relevantes, entre ellos:
? la definición de un nuevo conector lógico en deducción natural y su relación con Lógica Lineal,
? nuevos modelos categóricos para lenguajes cuánticos,
? aplicaciones a semánticas operacionales y razonamiento formal de programas cuánticos.
El proyecto financió numerosas movilidades internacionales y la formación de estudiantes de doctorado vinculados a estas líneas.
El informe final fue evaluado como ?aprobado? en 2023.
5 horas semanales
Coordinador o Responsable
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RRHH formados en el proyecto:
Doctorado:3
Equipo:
Alejandro Díaz-Caro
Palabras clave:
computación cuántica
lenguajes de programación
lógica
semántica formal
modelos categóricos
lógica lineal
deducción natural
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Fundamentos de lenguajes de programación cuántica: hacia una lógica computacional (04/2017 - 05/2020 )
Código: PICT-2015-1208 El proyecto estudia la semántica de lenguajes funcionales con especial foco en modelos que incorporan combinación algebraica, no determinismo, paralelismo y probabilismo. Aborda problemas fundamentales en cálculo lambda, reescritura, teoría de tipos y modelos denotacionales, con el fin de unificar distintas extensiones del paradigma funcional bajo un marco matemático común.
Se desarrollan y analizan modelos algebraicos de programas, propiedades de normalización, sistemas de tipos para controlar efectos, y relaciones entre semánticas operacionales y categóricas. El proyecto contribuye tanto a la teoría de lenguajes como a aplicaciones en verificación, optimización y diseño de semánticas formales expresivas.
Se integran colaboraciones con equipos nacionales e internacionales en teoría de la computación, reforzando la formación de estudiantes avanzados en fundamentos de programación funcional.
5 horas semanales
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Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:6
Equipo:
Alejandro Díaz-Caro
Palabras clave:
cálculo lambda
semántica formal
teoría de tipos
probabilismo
paralelismo
reescritura
lenguajes funcionales
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Fundamentos de lenguajes de programación y sus consecuencias en sistemas clásicos. (05/2017 - 04/2019 )
Código: PUNQ 1370/17 Esta es la renovación del proyecto PUNQ anterior. En esta etapa se profundizó el estudio de los fundamentos de lenguajes de programación cuántica mediante el desarrollo de nuevos cálculos y modelos semánticos orientados a capturar fenómenos centrales de la computación cuántica, como no-clonado, superposición, medidas y unitariedad. Se definió Lambda-S, un cálculo que unifica enfoques lineales y algebraicos, estableciendo propiedades como normalización fuerte y una semántica categórica concreta y luego abstracta. Se desarrolló además un cálculo lambda para matrices densidad, permitiendo expresar tanto control clásico como cuántico dentro de un mismo formalismo. El proyecto también produjo una semántica de realizabilidad para el cálculo algebraico lineal que caracteriza la unitariedad y genera un sistema de tipos asociado, publicada en LICS 2019. Se avanzó asimismo en técnicas de confluencia probabilística y en modelos de autómatas cuánticos con control temporal. Estos resultados consolidan un marco unificado para lenguajes cuánticos y establecen nuevas conexiones entre semántica algebraica, lógica y modelos de programación.
6 horas semanales
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RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:1
Equipo:
Alejandro Díaz-Caro
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FoQCoSS ? Foundations of Quantum Computation: Syntax and Semantics (01/2016 - 12/2017 )
Código: 16-STIC-04 FoQCoSS fue un proyecto internacional del programa STIC-AmSud, orientado a desarrollar los fundamentos teóricos de la computación cuántica desde la sintaxis, la semántica y la lógica. Combinó herramientas de cálculo lambda, programación funcional, semánticas categóricas, teoría de tipos y modelos algebraicos para estudiar fenómenos centrales del cómputo cuántico, como superposición, no clonación, medición y control cuántico.
El consorcio integró equipos de Argentina, Uruguay, Chile y Francia, y generó resultados en semánticas operacionales de calculi cuánticos, modelos para efectos probabilísticos y diagramáticos, análisis de control cuántico y herramientas para razonamiento formal. El proyecto financió movilidad de investigadores y la organización de escuelas y talleres científicos, incluyendo el Kickoff Workshop 2016 en la Universidad Nacional de Quilmes, cuyo programa confirma la amplitud temática del proyecto (cálculo lambda cuántico, ZX-calculus, quantum cellular automata, geometría de interacción, etc.).
5 horas semanales
Coordinador o Responsable
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RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:1
Equipo:
Alejandro Díaz-Caro
Palabras clave:
computación cuántica
fundamentos
semántica formal
teoría de tipos
lógica
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Fundamentos de lenguajes de programación y sus consecuencias en sistemas clásicos. (05/2015 - 04/2017 )
Código: PUNQ 1425/15 Este proyecto estudia los fundamentos teóricos de los lenguajes de programación cuántica bajo el paradigma de control y datos cuánticos. A través de extensiones algebraicas del cálculo lambda, se analizan propiedades centrales de la computación cuántica ?como superposición, enredo y linealidad? y su impacto en la definición de sistemas de tipos y lógicas asociadas. El trabajo busca derivar una lógica cuántica vinculada directamente a los programas, comparándola con la lógica lineal y con lógicas probabilistas y no deterministas. Además, se investigan modelos basados en tipos intersección y unión, técnicas de deducción módulo isomorfismos y su implementación en lenguajes funcionales. El proyecto combina desarrollo teórico e implementación experimental, con proyección tanto en fundamentos de la computación cuántica como en nuevas herramientas para lenguajes clásicos.
6 horas semanales
Coordinador o Responsable
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:1
Equipo:
Alejandro Díaz-Caro