Descriptif
Ce cours porte sur les nouvelles technologies quantiques, et vient dans la continuité les connaissances de mécanique quantique vue en première année (PHY101). Nous compléterons dans une première partie les connaissances de première année en mécanique quantique, comme la matrice densité, l'oscillateur harmonique quantique, et intrication quantique. Dans une seconde partie, nous traiterons des communications quantiques et en particulier de l'échange quantique de clés sécurisés. Enfin, un intervenant d'une start-up ou d'une industrie présentera ses travaux de recherche.
Cette UE est conseillée aux élèves suivant les filières Telecom et ACCQ.
Objectifs pédagogiques
- Introduction à l'optique quantique
- Introduction aux communications quantiques
- Introduction à la distribution de clés quantiques utilisant un encodage discret
effectifs minimal / maximal:
8/80Diplôme(s) concerné(s)
Pour les étudiants du diplôme Programme de mobilité des établissements français partenaires
PHY 101 Mécanique quantique
Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur
PHY 101 Mécanique quantique
Format des notes
Numérique sur 20Pour les étudiants du diplôme Programme de mobilité des établissements français partenaires
Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur
L'UE est acquise si Note finale >= 10- Crédits ECTS acquis : 2.5 ECTS
- Crédit d'UE partagées acquis : 2.5
Programme détaillé
Ce cours porte sur les nouvelles technologies quantiques, et vient dans la continuité les connaissances de mécanique quantique vue en première année (PHY101). Une introduction décrira les nouvelles technologies quantiques ainsi que leurs applications en calculs, métrologie, communication et simulation quantique. Nous conclurons le cours introductif par la définition d’un qubit ainsi que par des rappels de première année (1TH).
Le cours se scindera ensuite en deux parties. La première partie portera sur les connaissances de base de mécanique quantique (8TH). Nous commencerons par une description de systèmes quantiques à l’aide de la matrice densité, ainsi que par l’étude de la décohérence quantique dégradant les performances des technologies quantiques. Puis nous verrons l’oscillateur harmonique quantique, un système quantique central dans de nombreuses technologies quantiques. Nous compléterons également nos connaissances sur les photons, des démonstrations expérimentales de productions de paires de photons seront présentées en cours et verrons en détail les inégalités de Bell.
Dans une deuxième partie (5TH), nous traiterons des communications quantiques avec en particulier des protocoles de distribution de clés quantiques à partir de photons uniques ou intriqués en polarisation. Nous verrons la description de réseaux quantiques dont leur déploiement est en cours en France et en Europe. Pour la dernière séance, un examen écrit est prévu (1TH), puis un intervenant d’une start-up (1TH) ou d’une industrie viendra terminer le cours.
Mots clés
Technologies quantiques, Communication quantique, Capteurs quantiques, Calculs quantiquesSupport pédagogique multimédia
