Descriptif

Le cours Information et Iinformatique Quantiques est organisé à l'interface de la physique et de l'informatique, et est également accessible aux étudiants ayant une formation en informatique ou en physique. Nous introduisons d'abord les concepts de base de l'information quantique, en nous concentrant sur les notions essentielles de superposition d'états, d'intrication, de processus de mesure, de qubits, ainsi que de portes et de circuits quantiques. Nous présentons également la représentation de la sphère de Bloch et le formalisme de la matrice de densité. Les applications marquantes et les capacités des processus quantiques à dépasser les approches classiques sont illustrées par les inégalités de Bell, la téléportation quantique et le codage super-dense. Nous abordons ensuite l'informatique quantique par le biais du modèle de porte quantique. Ce modèle permet aux algorithmes quantiques de résoudre efficacement des problèmes considérés comme difficiles dans le monde classique, comme la factorisation (algorithme de Shor). Il s'agit d'une menace importante pour de nombreux systèmes cryptographiques actuellement déployés. Après avoir présenté les principaux algorithmes quantiques, nous aborderons les fondements de la théorie de l'information quantique. Enfin, nous présenterons des systèmes cryptographiques dont la sécurité est basée sur la nature même de la mécanique quantique.