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Programmation quantique

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courte présentation de l'informatique et de la programmation quantique

Programmation quantique

  1. 1. Informatique fondamentale - juin 2012 Programmation QuantiqueNicholas CHARRIERE
  2. 2. Les origines Une recherche incessante d’optimisation des calculs La théorie de l’ordinateur quantique La possibilité de combiner les propriétés fortes de la mécanique quantique, au calcul appliqué Un domaine qui reste très théorique, vu l’absence d’ordinateur fictif Opposition quantique / éléctricité
  3. 3. Comment définir la programmation quantique Un ensemble de langages de programmation quantiques… Qui permettent l’implémentation d’algorithmes quantiques Utilisant des qubits, et fonctionnant sur des ordinateurs quantiques Qui supplanteraient les machines de Turing en puissance
  4. 4. Phénomènes quantiques utiles L’intrication quantique : l’état quantique de deux éléments doit être décrit globalement, malgré une séparation physique possible des objets La superposition : on décrit la position d’une particule comme une CL infinie de vecteurs  probabilités de présence dans différents endroits On ne se base plus sur des bits, mais sur des qubits
  5. 5. Les qubits Qubit = quantum + bit : plus petite unité de stockage en informatique quantique Composé d’une superposition des deux états de base (brakets) État A.|0> + B.|1> , et la norme au carré de A et B donnent les probabilités de mesurer les états Duplication impossible  cryptographie La mesure de l’état renvoie (1,0) ou (0,1)… …mais on peut transporter l’information grâce à la téléportation quantique Représentation : spin, niveau d’énergie, polarisation d’un photon
  6. 6. Intérêt Puissance d’un ordinateur quantique est exponentielle par rapport au nombre de qubits Avec n qubits  2n états possibles On fait un calcul parallèle sur ces 2n états !
  7. 7. Langages de programmation quantique Ils sont nombreux, très étudiés dans la recherche Permettent de manipuler les qubits, et faire des opérations Exemples :  Q (orienté objet)  qGCL (quantum guarded command language)  QFC  QML
  8. 8. Quantum Computing Language (QCL) Le langage le plus connu, un des premiers, et sa syntaxe ressemble au C Possibilité de combiner du langage quantique et classique dans le même code source Type de donnée de base: qureg (registre de qubits)
  9. 9. QCL (2) Avec une librairie qulib, on peut observer l’état : Mais surtout, on peut définir des fonctions :

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