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Dans cours

PHYS-758: Advanced Course on Quantum Communication

The aim of this doctoral course by Nicolas Sangouard is to lay the theoretical groundwork that is needed for students to understand how to take advantage of quantum effects for communication technologies and contribute to on-going efforts in this field. ...

Description

Cette séance de cours explore le concept de l'enchevêtrement quantique, en se concentrant sur l'état, l'évolution et la mesure des particules enchevêtrées. Il s'inscrit dans les outils mathématiques utilisés pour décrire les systèmes quantiques isolés et les implications du théorème de Bell. La présentation porte sur les axiomes de la théorie quantique, la notion d'états enchevêtrés et les conséquences de l'observation des particules enchevêtrées.

Enseignant·e

Christophe Marcel Georges Galland

J'ai étudié à l'Ecole Polytechnique Paris (X2003) et obtenu mon doctorat en 2010 à l'ETH Zurich pour une thèse en optique quantique sur les nanotubes de carbone, dans le groupe de photonique quantique du Prof. Ataç Imamoglu. En tant que chercheur postdoctoral au Los Alamos National Lab (États-Unis), j'ai étudié la photophysique des boîtes quantiques individuelles dans les groupes de Victor Klimov et Han Htoon. J'étudiais les mécanismes responsables des fluctuations de fluorescence et comment les contrôler. J'ai ensuite rejoint l'Université du Delaware et le groupe de Michael Hochberg pour travailler dans le domaine émergent de l'optique quantique intégrée. Je menais des projets internationaux tels que la réalisation d'une source sur puce de photons corrélés intégrant des filtres optiques et des démultiplexeurs. De 2013 à 2016, je travaillais à l'EPFL dans le groupe du Prof. Kippenberg dans le domaine de l'optomécanique quantique avec une bourse Ambizione du Fonds national suisse pour la recherche scientifique (FNS). Mon travail s'est concentré sur la création d'états vibrationnels non classiques d'oscillateurs mésoscopiques et sur l'amplification des vibrations dans les molécules. Depuis mai 2017, je dirige le Laboratoire de Nano-Optique Quantique à l'EPFL en tant que professeur financé par le FNS au sein de l'Institut de Physique. Mon équipe étudie deux phénomènes principaux: (i) la dynamique vibrationnelle des molécules couplées à des cavités plasmoniques à l'échelle nanométrique, et (ii) les corrélations non classiques médiées par des quanta individuels de vibrations cristallines -- à température ambiante. Nous utilisons des outils spectroscopiques de pointe tels que les lasers femtosecondes et les compteurs de photons uniques pour obtenir de nouvelles informations sur la dynamique à l'échelle sub-nanométrique.

Source officielle

Proximité ontologique

Informatique théorique

Theory of computation: Informatique quantique

Concepts associés (32)

Intrication quantique

En mécanique quantique, l'intrication quantique, ou enchevêtrement quantique, est un phénomène dans lequel deux particules (ou groupes de particules) forment un système lié, et présentent des états quantiques dépendant l'un de l'autre quelle que soit la distance qui les sépare. Un tel état est dit « intriqué » ou « enchevêtré », parce qu'il existe des corrélations entre les propriétés physiques observées de ces particules distinctes. En effet, le théorème de Bell démontre que l'intrication donne lieu à des actions non locales.

États des États-Unis

Les États des États-Unis sont les subdivisions politiques et historiques les plus importantes des États-Unis d'Amérique. Ce pays est une république fédérale composée de cinquante États fédérés auxquels s'ajoutent le district de Columbia et plusieurs territoires. La souveraineté est exercée à la fois par le gouvernement fédéral et par chacun des cinquante gouvernements d'État. Un Américain est à la fois citoyen des États-Unis et citoyen de l'État où il est domicilié.

Principe de localité (physique)

En physique, le principe de localité, connu également sous le nom de principe de séparabilité, est un principe selon lequel des objets distants ne peuvent avoir une influence directe l'un sur l'autre ; un objet ne peut être influencé que par son environnement immédiat. Il a été remis en question dans le cadre de la physique quantique. Ce principe, issu de la relativité restreinte, a été précisé en ces termes par Albert Einstein : Certaines interprétations de ce principe («réalisme naïf») ont été remises en question par la physique quantique, notamment par les phénomènes d'intrication quantique.

Information quantique

La théorie de l'information quantique, parfois abrégée simplement en information quantique, est un développement de la théorie de l'information de Claude Shannon exploitant les propriétés de la mécanique quantique, notamment le principe de superposition ou encore l'intrication. L'unité qui est utilisée pour quantifier l'information quantique est le qubit, par analogie avec le bit d'information classique.

Distribution quantique de clé

L'échange quantique de clé (ou distribution quantique de clé, ou négociation quantique de clé), souvent abrégé QKD (pour l'anglais : quantum key distribution) est un échange de clé, c'est-à-dire un protocole cryptographique visant à établir un secret partagé entre deux participants qui communiquent sur un canal non sécurisé. Ce secret sert généralement à générer une clé cryptographique commune (c'est pourquoi il s'agit d'échange de clé, au singulier), permettant ensuite aux participants de chiffrer leurs communications au moyen d'un algorithme de chiffrement symétrique.

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Test Bell: Théories physiques distinctives

Introduit le test Bell, explorant les conclusions de la causalité locale et de la théorie quantique.

Enveloppe quantique

Explore l'enchevêtrement quantique, les inégalités de Bell et l'auto-test dans les systèmes quantiques.

Enveloppe: téléportation

Couvre le concept d'enchevêtrement et le protocole de téléportation pour le transfert d'états quantiques à l'aide de bits d'information classiques.

Génération de nombres aléatoires quantiques

Explore la génération de nombres quantiques aléatoires, en discutant des défis et des implémentations de générer une bonne randomité à l'aide de dispositifs quantiques.

Théorie de l'information quantique: Principes fondamentaux et États quantiques

Couvre les bases de la théorie de l'information quantique, en se concentrant sur les états classiques et quantiques, les évolutions et les mesures.

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Concepts associés (32)

Intrication quantique

États des États-Unis

Principe de localité (physique)

Information quantique

Distribution quantique de clé

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