informatique quantique
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L’informatique quantique
Présenté par :
Ridha ALOUANI
1- L’informatique quantique
2- Particularité d’un ordinateur quantique
3- Applications des ordinateurs quantiques
L’intrication quantique La superposition
Cryptographie quantiqueTéléportation quantique
PLAN
4- Conclusion
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Compréhension du Mystère de l’ordinateur quantique:
1- Compréhension de la mécanique quantique
2- Faire preuve de peu d’imagination
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1- Toutes les lois sont non applicables
2- Certaine objets peuvent se trouver à deux endroits différents au même moment
Imaginez un monde
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2
1
3
Ce monde existe à l’échelle microscopique
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Ce monde est celui de la mécanique quantique
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- La physique de newton est suffisante pour expliquer les phénomènes à notre échelle.
- La physique de Einstein qui est encore plus développé, est suffisante pour expliquer les phénomène spatiotemporelle.
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Et si on travaille à l’échelle microscopique de l’ordre de Angström
Est ce que ces lois seront encore valables ???
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Apres des année de recherche, une équipe de physicien français
a montré que les lois fondamentales de la physique, établies
depuis 1845, ne peuvent plus décrire les propriétés d'un circuit
électronique lorsque ses dimensions atteignent l'échelle
nanométrique. En effet les lois de la physique macroscopique
ordinaire ne rendent pas compte du comportement
microscopique des électrons.
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Zeq= Z1+Z2 Zeq ≠ Z1+Z2
Lois classiques Loi quantique
La mesure du courant, de l’impédance à l’échelle nanométrique n’obéit à aucune lois classique.
Les lois classiques ici ne sont plus valables.
C’est à l’aide de la technologie quantique qu’on va essayer de les expliquer..
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Bref HistoriqueBref Historique
1980 : Feynmann entrevoit l’idée d’employer l’étrange
monde quantique pour créer de super-
calculateurs
1985: Deutsch est le premier à publier un article détaillé sur
l’OQ
1994: Schor démontre que cela peut fonctionner en
développant un algorithme quantique pour
factoriser rapidement un grand nombre
1998: IBM est le premier à produire un calculateur quantique à 2 qubits
2000: Ordinateur à 5 q-bits à 215 Hz utilisant 5 atomes de fluor (d ’une molécule complexe)
2003: Première réalisation de l’idée de Cirac-Zoller, les ions piégés(2 qubits)
Bref HistoriqueBref Historique
1- L’informatique quantique
2- Particularité d’un ordinateur quantique
3- Applications des ordinateurs quantiques
L’intrication quantique La superposition
Cryptographie quantiqueTéléportation quantique
PLAN
4- Conclusion
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L’informatique quantique est basé sur deux phénomènes:
1- L’intrication quantique
2- La superposition
1- L’intrication quantique
Il s’agit en fait de rendre deux système physique indépendants
totalement dépendant. De sorte qu’il serait donc impossible de
les décrire séparément.
2- La superposition
- Une particule peut avoir plusieurs état physique au même
temps, et c’est d’ici qu’intervient la notion de qubit.
Qubit
Ordinateur classique
On a des cases mémoires: les
bits dans lesquels on stocke
l’information élémentaire sous
forme de 0 et des 1.
Ordinateur quantique
Qubit: une case mémoire rendu plus
performante grâce à la mécanique
quantique.
Dans ces cases mémoires on
peut avoir à la fois des 0 et des 1.
Qubit
Ordinateur quantique
Par exemple, un système
classique de 3 bits peut se trouver
dans une seule des 8
configurations possibles
(000,001,010,011,100,101,110,111)
Ordinateur classique
Par contre dans un système
quantique de 3 q-bits : les 8
possibilités sont mémorisées
simultanément
Qubit
Ordinateur quantique
Par exemple, un système
classique de 3 bits peut se trouver
dans une seule des 8
configurations possibles
(000,001,010,011,100,101,110,111)
Ordinateur classique
En effet, Avec N q-bits on travaille avec 2^N nombres à la fois.
Qubit
Ordinateur quantiqueOrdinateur classique
L ’ordinateur classique peut
faire les 2^N opérations en
parallèle.
Alors que pour un ordinateur
quantique, il peut faire 2^N
étapes en une seul fois.
1- L’informatique quantique
2- Particularité d’un ordinateur quantique
3- Applications des ordinateurs quantiques
L’intrication quantique La superposition
Cryptographie quantiqueTéléportation quantique
PLAN
4- Conclusion
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-Préserver la confidentialité des informations échangées.
-Le cryptage classique ne permet pas d’assurer une confidentialité totale:
puissance actuelle des ordinateurs, rend possible le
décryptage un code possible
-La cryptographie quantique, a permis de fournir une clé de codage
parfaitement inviolable.
Cryptographie quantique
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La cryptographie quantique est rendue possible grâce à la lumière.
En effet, ce sont les photons qui assurent le transport de l’information à
travers une fibre optique, d’un émetteur A vers un récepteur B.
Chaque photon peut-être polarisé, c'est-à-dire que son champ
électrique possède une direction.
La polarisation est mesurée par un angle pouvant avoir les valeurs
suivantes 0°, 45°, 90° et 135°.
On parle de polarisation rectiligne pour les photons polarisés entre 0° et
90° et de polarisation diagonale pour les photons polarisés entre 90° et
135°.
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En effet si une tierce personne X veut décoder l’information
transmise. Il lui est impossible de reproduire l’état quantique
de la lumière car le simple fait de vouloir observer un photon le
dénature complètement à moins de connaître à l’avance l’état
quantique du photon.
A B
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1- L’informatique quantique
2- Particularité d’un ordinateur quantique
3- Applications des ordinateurs quantiques
L’intrication quantique La superposition
Cryptographie quantiqueTéléportation quantique
PLAN
4- Conclusion
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L'idée de téléportation quantique émerge en 1993 avec la découverte que l'état
quantique d'un objet peut être téléporté.
Ainsi, une entité peut être déplacée d'un lieu à l'autre sans passer par un
quelconque chemin entre les deux.
Puisque la matière est déjà présente de part et d'autre du système, la téléportation
quantique consiste à la téléportation de la structure d’un objet précis.
Ce principe consiste à utiliser une paire auxiliaire de particules intriqués
(entangled), et de les positionner dans des conditions bien particulières, de part
et d'autre du système, c'est à dire à l'émetteur et au récepteur. Ces particules
étant intriquées, ne formant qu'un tout, vont pouvoir interagir ensemble.
chambre 1 chambre 2 chambre 1 chambre 2
Téléportation Téléportationeffectuée
On place alors une troisième particule avec une certaine
structure, au niveau de l'émetteur, que l'on fait interagir avec la
particule source. A la fin du processus de téléportation, la
particule placée au niveau du récepteur porte exactement la
même structure que la troisième particule.
C'est l'intrication existante entre les deux particules sources
qui permet de réaliser ce phénomène.
1- L’informatique quantique
2- Particularité d’un ordinateur quantique
3- Applications des ordinateurs quantiques
L’intrication quantique La superposition
Cryptographie quantiqueTéléportation quantique
PLAN
4- Conclusion
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- L’informatique quantique est un domaine qui est encore à ses premiers pas.
- L’intrication, la téléportation et la cryptographie semblent être encore de la fiction pour certain.
- Ces théorie ont déjà été mise en œuvre expérimentalement, grâce à l’utilisation des photons et de spins nucléaire.
- Les recherches poursuivront afin de créer un ordinateur quantique viable.
Conclusion
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