Séance de cours

Génération de nombres aléatoires quantiques

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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 couvre le concept de génération de nombres quantiques aléatoires, en se concentrant sur la définition de bits parfaitement aléatoires et le processus de générer une bonne randomité à l'aide de dispositifs quantiques. Il traite également de la mise en place de générateurs quantiques de nombres aléatoires avec qubits et des défis à relever pour assurer le caractère aléatoire. La séance de cours explore l'utilisation de modèles quantiques et de mesures pour atteindre le caractère aléatoire et les implications de la génération de nombres quantiques aléatoires indépendants du dispositif avec un test CHSH.

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

Génie informatique

Sécurité des systèmes d'information: Pseudo-aléatoire

Informatique théorique

Theory of computation: Informatique quantique

Statistique

Inférence statistique: Statistique mathématique

Concepts associés (32)

Générateur de nombres aléatoires

Un générateur de nombres aléatoires, random number generator (RNG) en anglais, est un dispositif capable de produire une suite de nombres pour lesquels il n'existe aucun lien calculable entre un nombre et ses prédécesseurs, de façon que cette séquence puisse être appelée « suite de nombres aléatoires ». Par extension, on utilise ce terme pour désigner des générateurs de nombres pseudo aléatoires, pour lesquels ce lien calculable existe, mais ne peut pas « facilement » être déduit.

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.

Loi de probabilité

thumb|400px 3 répartitions.png En théorie des probabilités et en statistique, une loi de probabilité décrit le comportement aléatoire d'un phénomène dépendant du hasard. L'étude des phénomènes aléatoires a commencé avec l'étude des jeux de hasard. Jeux de dés, tirage de boules dans des urnes et jeu de pile ou face ont été des motivations pour comprendre et prévoir les expériences aléatoires. Ces premières approches sont des phénomènes discrets, c'est-à-dire dont le nombre de résultats possibles est fini ou infini dénombrable.

Générateur de nombres aléatoires matériel

En informatique, un générateur de nombres aléatoires matériel (aussi appelé générateur de nombres aléatoires physique ; en anglais, hardware random number generator ou true random number generator) est un appareil qui génère des nombres aléatoires à partir d'un phénomène physique, plutôt qu'au moyen d'un programme informatique. De tels appareils sont souvent basés sur des phénomènes microscopiques qui génèrent de faibles signaux de bruit statistiquement aléatoires, tels que le bruit thermique ou l'effet photoélectrique.

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.

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