Informatique Quantique

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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.

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Informatique Quantique

  1. 1. L’informatique quantique Présenté par : Ridha ALOUANI
  2. 2. 1 - L’informatique quantique 2- Particularité d’un ordinateur quantique 3- Applications des ordinateurs quantiques L’intrication quantique La superposition Cryptographie quantique Téléportation quantique PLAN 4- Conclusion www.cynapsys.de
  3. 3. 1 - L’informatique quantique 2- Particularité d’un ordinateur quantique 3- Applications des ordinateurs quantiques L’intrication quantique La superposition Cryptographie quantique Téléportation quantique PLAN 4- Conclusion www.cynapsys.de
  4. 4. Compréhension du Mystère de l’ordinateur quantique: 1- Compréhension de la mécanique quantique 2- Faire preuve de peu d’imagination www.cynapsys.de
  5. 5. 1- Toutes les lois sont non applicables 2- Certaine objets peuvent se trouver à deux endroits différents au même moment Imaginez un monde www.cynapsys.de
  6. 6. Ce monde existe à l’échelle microscopique Ce monde est celui de la mécanique quantique www.cynapsys.de
  7. 7. - 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. Et si on travaille à l’échelle microscopique de l’ordre de Angström Est ce que ces lois seront encore valables ??? www.cynapsys.de
  8. 8. 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. www.cynapsys.de
  9. 9. 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.. www.cynapsys.de
  10. 10. Bref Historique <ul><ul><li>1980 : Feynmann entrevoit l’idée d’employer l’étrange monde quantique pour créer de super-calculateurs </li></ul></ul><ul><ul><li>1985: Deutsch est le premier à publier un article détaillé sur l’OQ </li></ul></ul><ul><ul><li>1994: Schor démontre que cela peut fonctionner en développant un algorithme quantique pour factoriser rapidement un grand nombre </li></ul></ul>
  11. 11. Bref Historique <ul><ul><li>1998: IBM est le premier à produire un calculateur quantique à 2 qubits </li></ul></ul><ul><ul><li>2000: Ordinateur à 5 q-bits à 215 Hz utilisant 5 atomes de fluor (d ’une molécule complexe) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>2003: Première réalisation de l’idée de Cirac-Zoller, les ions piégés(2 qubits) </li></ul></ul></ul>
  12. 12. 1 - L’informatique quantique 2- Particularité d’un ordinateur quantique 3- Applications des ordinateurs quantiques L’intrication quantique La superposition Cryptographie quantique Téléportation quantique PLAN 4- Conclusion
  13. 13. L’informatique quantique est basé sur deux phénomènes: 1- L’intrication quantique 2- La superposition
  14. 14. 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.
  15. 15. 2- La superposition <ul><li>Une particule peut avoir plusieurs état physique au même </li></ul><ul><li>temps, et c’est d’ici qu’intervient la notion de qubit. </li></ul>
  16. 16. 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.
  17. 17. 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 En effet, Avec N q-bits on travaille avec 2^N nombres à la fois. 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.
  18. 18. 1 - L’informatique quantique 2- Particularité d’un ordinateur quantique 3- Applications des ordinateurs quantiques L’intrication quantique La superposition Cryptographie quantique Téléportation quantique PLAN 4- Conclusion www.cynapsys.de
  19. 19. <ul><li>-Préserver la confidentialité des informations échangées. </li></ul><ul><li>Le cryptage classique ne permet pas d’assurer une confidentialité totale:  puissance actuelle des ordinateurs, rend possible le décryptage un code possible </li></ul><ul><li>-La cryptographie quantique, a permis de fournir une clé de codage parfaitement inviolable. </li></ul>Cryptographie quantique www.cynapsys.de
  20. 20. 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°. www.cynapsys.de
  21. 21. 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 www.cynapsys.de
  22. 22. www.cynapsys.de
  23. 23. 1 - L’informatique quantique 2- Particularité d’un ordinateur quantique 3- Applications des ordinateurs quantiques L’intrication quantique La superposition Cryptographie quantique Téléportation quantique PLAN 4- Conclusion www.cynapsys.de
  24. 24. 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.
  25. 25. 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.
  26. 26. 1 - L’informatique quantique 2- Particularité d’un ordinateur quantique 3- Applications des ordinateurs quantiques L’intrication quantique La superposition Cryptographie quantique Téléportation quantique PLAN 4- Conclusion
  27. 27. - 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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