| | | Module IQ : Théorie et Traitement de l'Information Quantique |
L'informatique quantique est la destinée inéluctable que rencontreront la communication et le traitement de l'information dans les années 2015 à 2020. L'évolution des technologies de l'information permet en effet de prévoir que l'élément de base de l'information binaire (le " bit ") pourra alors être inscrit dans la matière à l'échelle de l'atome, voire de l'électron ou du photon. À cette échelle, les lois de la physique classique ne sont plus en vigueur, elles ont cédé la place à celles de la physique quantique, parfois déroutantes pour notre intuition. Il n'existe pas encore, aujourd'hui, de véritable ordinateur quantique, sinon sous forme très embryonnaire. Les recherches dans cette direction ont commencé depuis une dizaine d'années, et elles sont désormais extrêmement actives. En parallèle avec des travaux en physique, ces recherches touchent aux fondements mêmes de l'informatique : algorithmique, complexité, théorie de l'information. À partir de bases mathématiques et physiques très simples, ce cours a pour objet de parcourir le versant informatique de ces recherches. Les éléments indispensables de physique quantique seront introduits, si bien qu'aucune connaissance préalable n'est nécessaire dans ce domaine. On explorera ensuite comment représenter l'information, comment effectuer des calculs et plus généralement comment traiter et communiquer l'information en exploitant directement les lois et principes de la physique quantique. On comprendra alors pourquoi et comment, pour certaines grandes classes de problèmes pratiques importants, les ordinateurs quantiques seront, à énergie et taille égale, exponentiellement plus puissants que les ordinateurs classiques :
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