Informatique quantiqueL'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.
Porte quantiqueEn informatique quantique, et plus précisément dans le modèle de de calcul, une porte quantique (ou porte logique quantique) est un circuit quantique élémentaire opérant sur un petit nombre de qubits. Les portes quantiques sont les briques de base des circuits quantiques, comme le sont les portes logiques classiques pour des circuits numériques classiques. Contrairement à de nombreuses portes logiques classiques, les portes logiques quantique sont « réversibles ».
Porte logiquevignette|Composants TTL Une porte logique (gate) est un circuit électronique réalisant des opérations logiques (booléennes) sur une séquence de bits. Cette séquence est donnée par un signal d'entrée modulé en créneau (signal carré), et cadencé de façon précise par un circuit d'horloge, ou quartz. Les opérations logiques sont réalisées électriquement par une combinaison de bascules ou inverseurs, à base de transistors. Étant donné les capacités d'intégration en électronique, un circuit intégré comporte généralement plusieurs portes à la fois.
Quantum circuitIn quantum information theory, a quantum circuit is a model for quantum computation, similar to classical circuits, in which a computation is a sequence of quantum gates, measurements, initializations of qubits to known values, and possibly other actions. The minimum set of actions that a circuit needs to be able to perform on the qubits to enable quantum computation is known as DiVincenzo's criteria. Circuits are written such that the horizontal axis is time, starting at the left hand side and ending at the right.
Superconducting quantum computingSuperconducting quantum computing is a branch of solid state quantum computing that implements superconducting electronic circuits using superconducting qubits as artificial atoms, or quantum dots. For superconducting qubits, the two logic states are the ground state and the excited state, denoted respectively. Research in superconducting quantum computing is conducted by companies such as Google, IBM, IMEC, BBN Technologies, Rigetti, and Intel. Many recently developed QPUs (quantum processing units, or quantum chips) utilize superconducting architecture.
Quantum programmingQuantum programming is the process of designing or assembling sequences of instructions, called quantum circuits, using gates, switches, and operators to manipulate a quantum system for a desired outcome or results of a given experiment. Quantum circuit algorithms can be implemented on integrated circuits, conducted with instrumentation, or written in a programming language for use with a quantum computer or a quantum processor. With quantum processor based systems, quantum programming languages help express quantum algorithms using high-level constructs.
XOR gateXOR gate (sometimes EOR, or EXOR and pronounced as Exclusive OR) is a digital logic gate that gives a true (1 or HIGH) output when the number of true inputs is odd. An XOR gate implements an exclusive or () from mathematical logic; that is, a true output results if one, and only one, of the inputs to the gate is true. If both inputs are false (0/LOW) or both are true, a false output results. XOR represents the inequality function, i.e., the output is true if the inputs are not alike otherwise the output is false.
Cryptographiethumb|La machine de Lorenz utilisée par les nazis durant la Seconde Guerre mondiale pour chiffrer les communications militaires de haut niveau entre Berlin et les quartiers-généraux des différentes armées. La cryptographie est une des disciplines de la cryptologie s'attachant à protéger des messages (assurant confidentialité, authenticité et intégrité) en s'aidant souvent de secrets ou clés. Elle se distingue de la stéganographie qui fait passer inaperçu un message dans un autre message alors que la cryptographie rend un message supposément inintelligible à autre que qui de droit.
Suprématie quantiqueLa suprématie quantique, aussi appelée avantage quantique, désigne le nombre de qubits au-delà duquel plus aucun superordinateur classique n'est capable de gérer la croissance exponentielle de la mémoire et la bande passante de communication nécessaire pour simuler son équivalent quantique. Les superordinateurs de 2017 peuvent reproduire les résultats d'un ordinateur quantique de , mais à partir de cela devient physiquement impossible. Le seuil d'environ 50 qubits correspond à la limite théorique de la suprématie quantique.
Fonction NONLa fonction NON (NOT en anglais) est un opérateur logique de l'algèbre de Boole et exprime un « état » en fonction de conditions. À un opérande, qui peut avoir la valeur VRAI ou FAUX, il associe un résultat qui a lui-même la valeur inverse de celle de l'opérande. Le circuit intégré 7404 intègre six portes logiques inverseuses du type NON. On la note Il correspond, en arithmétique, à : Une lampe s'allume lorsque l'on n'appuie pas sur « a ». La fonction « NON » est caractérisée par un interrupteur NF (normalement fermé).
Trapped ion quantum computerA trapped ion quantum computer is one proposed approach to a large-scale quantum computer. Ions, or charged atomic particles, can be confined and suspended in free space using electromagnetic fields. Qubits are stored in stable electronic states of each ion, and quantum information can be transferred through the collective quantized motion of the ions in a shared trap (interacting through the Coulomb force).
Calcul quantique adiabatiqueLe calcul quantique adiabatique (en anglais, adiabatic quantum computation ou AQC) est une méthode de calcul quantique reposant sur le théorème adiabatique, qui peut être vu comme une sous-classe des méthodes de recuit simulé quantique. On détermine d'abord un hamiltonien complexe dont l'état fondamental décrit une solution du problème étudié. On prépare ensuite un système possédant un hamiltonien plus simple, que l'on initialise dans son état fondamental.
Linear optical quantum computingLinear optical quantum computing or linear optics quantum computation (LOQC) is a paradigm of quantum computation, allowing (under certain conditions, described below) universal quantum computation. LOQC uses photons as information carriers, mainly uses linear optical elements, or optical instruments (including reciprocal mirrors and waveplates) to process quantum information, and uses photon detectors and quantum memories to detect and store quantum information.
Cryptographie post-quantiqueLa cryptographie post-quantique est une branche de la cryptographie visant à garantir la sécurité de l'information face à un attaquant disposant d'un calculateur quantique. Cette discipline est distincte de la cryptographie quantique, qui vise à construire des algorithmes cryptographiques utilisant des propriétés physiques, plutôt que mathématiques, pour garantir la sécurité. En l'effet, les algorithmes quantiques de Shor, de Grover et de Simon étendent les capacités par rapport à un attaquant ne disposant que d'un ordinateur classique.
Fonction NON-ETLa fonction ET-NON (NAND en anglais) est un opérateur logique de l'algèbre de Boole. À deux opérandes, qui peuvent avoir chacun la valeur VRAI ou FAUX, il associe un résultat qui a lui-même la valeur VRAI seulement si au moins l'un des deux opérandes a la valeur FAUX. Les notations usuelles sont ou ou Ce qui peut se lire : « NON( A ET B ) est équivalent à : NON( A ) OU NON( B ) » Une lampe s'allume sauf si l'on appuie sur « a » et « b » et seulement dans ce cas-là.
One-way quantum computerThe one-way or measurement-based quantum computer (MBQC) is a method of quantum computing that first prepares an entangled resource state, usually a cluster state or graph state, then performs single qubit measurements on it. It is "one-way" because the resource state is destroyed by the measurements. The outcome of each individual measurement is random, but they are related in such a way that the computation always succeeds.
Diode logicDiode logic (or diode-resistor logic) constructs AND and OR logic gates with diodes and resistors. An active device (vacuum tubes in early computers, then transistors in diode–transistor logic) is additionally required to provide logical inversion (NOT) for functional completeness and amplification for voltage level restoration, which diode logic alone can't provide. Since voltage levels weaken with each diode logic stage, multiple stages can't easily be cascaded, limiting diode logic's usefulness.
Logique séquentielleEn théorie des circuits électroniques, la logique séquentielle est un type de logique dont les résultats ne dépendent pas seulement des données actuellement traitées mais aussi des données traitées précédemment. Elle s'oppose à la logique combinatoire, dont les résultats sont fonction et seulement fonction des données actuellement traitées. En d'autres termes, la logique séquentielle utilise la notion de mémoire de stockage (Bascules, registres, etc.) alors que la logique combinatoire n'en a pas.
Code quantiqueLes codes quantiques sont l'équivalent quantique des codes correcteurs. La théorie des codes quantiques est donc une branche de l'information quantique qui s'applique à protéger l'information quantique des effets de la décohérence. La correction d'erreur quantique est un élément essentiel du calcul tolérant aux fautes qui doit gérer non seulement les erreurs dans l'information stockée, mais aussi dans l'application des portes quantiques, la préparation de nouveaux états ainsi que dans les opérations de mesure.
Cryptographie sur les courbes elliptiquesLa cryptographie sur les courbes elliptiques (en anglais, elliptic curve cryptography ou ECC) regroupe un ensemble de techniques cryptographiques qui utilisent une ou plusieurs propriétés des courbes elliptiques, ou plus généralement d'une variété abélienne. L'usage des courbes elliptiques en cryptographie a été suggéré, de manière indépendante, par Neal Koblitz et Victor S. Miller en 1985.
