Descriptif
Après avoir introduit la notion d'information quantique, on montrera comment la mise au point d'algorithmes quantiques permet de résoudre certains problème de façon exponentiellement plus efficace que les algorithmes classiques traditionnels, et notamment le problème de la factorisation des grands nombres. Ceci implique que la mise au point d'un grand ordinateur quantique remettrait en cause une grande partie des algorithmes à clés publiques aujourd'hui utilisés pour sécuriser Internet.
On introduira également les idées principales dans le domaine de la cryptographie quantique, permettant d'exploiter les propriétés quantiques de la lumière pour la sécurisation des communications.
A l'issue de ce module, l'étudiant connaîtra les outils, les principes de base des communications et du calcul quantiques, qu'il pourra ensuite approfondir en suivant l'option Quantum-Safe Cryptography en 3eme année - S1.
Objectifs pédagogiques
Acquis d'apprentissage
À l'issue de ce module, l'élève sera capable de:
- Manipulez les produits tensoriels d'états quantiques, de transformations et de mesures (algébriquement et avec des schémas de circuits quantiques) et utilisez-les pour analyser des systèmes quantiques.
- Décrire et utiliser les différentes fonctionnalités quantiques, par ex. superposition, non-clonage, intrication, perturbation des mesures, pour développer des protocoles quantiques pour la communication, la cryptographie et le calcul.
- Évaluez les performances des algorithmes quantiques tels que Grover et Shor et démontrez les accélérations de calcul potentielles.
- Expliquer et justifier certains cas d'utilisation des technologies quantiques dans les domaines de la communication, de la cryptographie et du calcul.
Compétences de rattachement (et justification)
- BC8.3 – Concevoir et développer des solutions technologiques en s’appuyant sur un paradigme de programmation spécifique ou en concevant des architectures matérielles et logicielles spécifiques; Justification : L'UE développe un cadre mathématique pour le calcul quantique et les algorithmes quantiques. Il évalue ensuite les performances des algorithmes quantiques pour les problèmes de recherche et de factorisation.
- BC7.4 – Innover dans le domaine de la sécurité en intégrant l’ensemble des concepts scientifiques et techniques (par exemple la cryptographie) afin d’en anticiper les évolutions; Justification : L’UE développe les bases de la cryptographie quantique comme alternative innovante et hautement sécurisée à la cryptographie conventionnelle dans certains contextes.
- BC10.1 – Modéliser des phénomènes, des situations, des signaux, des données dans un objectif, par exemple de conception de nouveaux produits dans le domaine du numérique; Justification : L'UE introduit un cadre mathématique abstrait pour les technologies quantiques et l'utilise pour analyser les avantages potentiels et les limites fondamentales des technologies quantiques dans les domaines de la communication, de la cryptographie et du calcul.
effectifs minimal / maximal:
1/100Diplôme(s) concerné(s)
UE de rattachement
- APM_4ACS2_TP : Filière Algèbre appliquée : cryptographie, information quantique, codage (créneau C) - Semestre 2
Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur
ACCQ203, ACCQ204
Format des notes
Numérique sur 20Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur
Vos modalités d'acquisition :
Examen final = 100%
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)- le rattrapage est obligatoire si :
- Note initiale < 10
Le coefficient de l'UE est : 1
L'UE est évaluée par les étudiants.
Pour les étudiants du diplôme Echange international non diplomant
Vos modalités d'acquisition :
Examen final = 100%
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)- le rattrapage est obligatoire si :
- Note initiale < 10
Le coefficient de l'UE est : 1
Programme détaillé