Acquis d'apprentissage

Compréhension de notions fondamentales pour l'information quantique : superposition, intrication, contextualité, entropie

Maîtrise des états quantiques : qubits, opérateur densité, opérateur densité réduit

Outils essentiels de la géométrie des états quantiques : sphère de Bloch, phases géométriques, distance entre états

Modèle de von Neumann de la mesure quantique et notion de post-sélection

Contextualiser les difficultés d'interprétation des phénomènes quantiques

Objectifs

Maîtriser les concepts physiques essentiels associés à l'importance croissante des notions d'information, d'intrication en mécanique quantique. Approfondissement de la formalisation et de la modélisation de la mesure en mécanique quantique. Etudes de quelques questions essentielles touchant aux fondements de la mécanique quantique (non relativiste) et aux difficultés liées à son interprétation.

Contenu

Modèles de mesure quantique

Mesures quantiques fortes et faibles

Qubits, sphère de Bloch, matrice densité

Portes quantiques

Information quantique

Entropie

Algorithme et ordinateurs quantiques

Communications et cryptographie quantique

Paradoxes quantiques

Intrication et inégalité de Bell

Phase géométrique

Contextualité

Méthodes d'enseignement

Cours magistral

Méthode d'évaluation

Mode d'évaluation à déterminer en cours d'année en concertation avec les étudiants (le mode d’évaluation est identique pour tous les étudiants) : examen oral standard (typiquement, deux questions tirées au sort avec temps de préparation) ou présentation orale d'un travail personnel écrit suivie de quelques questions sur le travail et ses liens avec le cours.

Sources, références et supports éventuels

Quantum computation and quantum information. Nielsen and Chuang. Cambridge University Press

Quantum information. Wilde. Cambridge University Press

Quantum theory: concepts and methods. Asher Peres. Kluwer

Quantum Paradoxes: Quantum Theory for the Perplexed. Yakir Aharonov, Daniel Rohrlich. Wiley

Langue d'enseignement

Français