Séance de cours

Information quantique: Bases et applications

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Dans cours

PHYS-641: Quantum Computing

After introducing the foundations of classical and quantum information theory, and quantum measurement, the course will address the theory and practice of digital quantum computing, covering fundamental and advanced topics such as recent quantum algorithms ...

Description

Cette séance de cours présente les bases de l'information quantique, couvrant des sujets tels que les portes de Toffoli, l'évolution du temps dans l'espace Hilbert, l'information physique et la suprématie quantique. Il explore le parallélisme quantique, les états de superposition et les algorithmes comme ceux de Deutsch et de Shor, mettant l'accent sur l'utilisation du parallélisme quantique d'une manière intelligente. La séance de cours se penche également sur l'algorithme de Grover pour la recherche dans des bases de données non structurées, la comparaison des approches classiques et quantiques et la mise en évidence de l'optimalité des solutions quantiques.

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Enseignant·e

Vincenzo Savona

De nationalité italienne, Vincenzo Savona est né en 1969. Il effectue ses études de physique à lEcole normale supérieure de Pise et à lUniversité de Pise. Puis il entreprend une thèse de doctorat à lInstitut de physique théorique de lEPFL. Il effectue des recherches post-doctorales à lEPFL, puis à lInstitut de physique de lUniversité Humboldt de Berlin. En 2002, il revient à lEPFL pour y constituer son groupe de recherche, bénéficiant dun subside «professeur boursier» du Fonds national suisse de la recherche scientifique. En 2006, il est nommé professeur assistant tenure-track à lEPFL et intègre le NCCR de photonique quantique. En 2010 il est nommé professeur associé. Actuellement, il dirige le Laboratoire de physique théorique des nanosystèmes.

Source officielle

Proximité ontologique

Informatique théorique

Theory of computation: Informatique quantique

Concepts associés (32)

Informatique quantique

L'informatique quantique est le sous-domaine de l'informatique qui traite des calculateurs quantiques et des associés. La notion s'oppose à celle d'informatique dite « classique » n'utilisant que des phénomènes de physique classique, notamment de l'électricité (exemple du transistor) ou de mécanique classique (exemple historique de la machine analytique). En effet, l'informatique quantique utilise également des phénomènes de la mécanique quantique, à savoir l'intrication quantique et la superposition.

Quantum algorithm

In quantum computing, a quantum algorithm is an algorithm which runs on a realistic model of quantum computation, the most commonly used model being the quantum circuit model of computation. A classical (or non-quantum) algorithm is a finite sequence of instructions, or a step-by-step procedure for solving a problem, where each step or instruction can be performed on a classical computer. Similarly, a quantum algorithm is a step-by-step procedure, where each of the steps can be performed on a quantum computer.

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.

Algorithme de Shor

En arithmétique modulaire et en informatique quantique, l’algorithme de Shor est un algorithme quantique conçu par Peter Shor en 1994, qui factorise un entier naturel N en temps O et en espace . Beaucoup de cryptosystèmes à clé publique, tels que le RSA, deviendraient vulnérables si l'algorithme de Shor était un jour implanté dans un calculateur quantique pratique. Un message chiffré avec RSA peut être déchiffré par factorisation de sa clé publique N, qui est le produit de deux nombres premiers.

Algorithme de Grover

En informatique quantique, l’algorithme de Grover est un algorithme de recherche, permettant de rechercher un ou plusieurs éléments qui répondent à un critère donné parmi éléments non classés en temps proportionnel à et avec un espace de stockage proportionnel à . Il a été découvert par Lov Grover en 1996. Dans les mêmes conditions (recherche parmi des éléments non classés), un algorithme classique ne peut faire mieux qu'une recherche dans un temps proportionnel à , en testant successivement le critère sur chaque élément.

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Calcul quantique: Mécanismes et avantages des modèles restreints

Couvre les mécanismes derrière le calcul quantique et explore les avantages des modèles de calcul restreints.

Informatique Quantique: Fondamentaux et Applications

Couvre les principes fondamentaux de l'informatique quantique, y compris la réalisation de qubits, les ordinateurs quantiques évolutifs, la communication quantique et les algorithmes quantiques.

Quantum et nanocomputing

Explore les fondamentaux du calcul quantique, la transformation quantique de Fourier, le chiffrement RSA, l'algorithme de Shor et les implémentations expérimentales.

Les Algorithmes Deutsch et Deutsch-Jozsa

Couvre les algorithmes Deutsch et Deutsch-Jozsa dans le calcul quantique, expliquant les principes qui les sous-tendent et leurs implications.

Principes quantiques

Couvre les principes fondamentaux de l'informatique quantique et de l'évolution unitaire dans les systèmes quantiques.

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Algorithme de Shor

Algorithme de Grover

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