Information Quantique

Information et Calcul Quantique

Description : Le cours Information et Calcul Quantique introduit aux étudiants les concepts fondamentaux et avancés de la mécanique quantique essentiels pour comprendre et concevoir les technologies quantiques. Le cours couvre le formalisme de la matrice densité, permettant une description complète des états quantiques, et explore la superposition, la mesure et l’intrication (entanglement). Les étudiants apprennent à quantifier les corrélations dans des systèmes quantiques multipartites à l’aide de mesures telles que l’entropie, et acquièrent une solide introduction à la théorie de l’information quantique, incluant le codage, le traitement et le transfert d’information dans les systèmes quantiques.

Le cours fournit également une introduction pratique au calcul quantique. Les étudiants étudient les circuits quantiques élémentaires, l’évolution des qubits sous l’action des portes quantiques, et l’implémentation des algorithmes quantiques de base. L’accent est mis sur la liaison entre théorie et applications, incluant la communication quantique, le calcul quantique et les dispositifs quantiques émergents. À l’issue du cours, les étudiants acquièrent à la fois des compétences analytiques pour modéliser et analyser des systèmes quantiques, et une expérience pratique pour simuler, concevoir et interpréter des processus d’information quantique, les préparant à des études ou recherches avancées en ingénierie quantique.

Bibliographie :

  • Ref3 : M.A. Nielsen I.L. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge University Press (2010)
  • Ref4 : S. Barnett, Quantum Information, Oxford University Press (2009)

Acquis d’apprentissage : AA1 : Manipulation et calcul avec le formalisme de l’opérateur densité – AA2 : Utilisation des outils de l’information quantique pour analyser des architectures élémentaires de communication quantique – AA3 : Analyse mathématique et traitement de circuits quantiques élémentaires – AA4 : Compréhension et mise en œuvre numérique d’algorithmes quantiques de base

Modalités d’évaluation : Examen Ecrit

Compétences évaluées :

  • Conception Génie Physique
  • Modélisation Physique
  • Analyse Systèmes

Responsable de cours :

  • Thomas Decultot

Identifiant Geode : SPM-PHY-017

CM :

  1. Outils pour la théorie de l’information quantique -1/2 (1.5 h)
  2. Outils pour la théorie de l’information quantique -2/2 (1.5 h)
  3. Communications quantiques (3.0 h)
  4. Introduction aux circuits quantiques (3.0 h)
  5. Introduction aux algorithmes quantiques (4.5 h)
  6. Ouverture aux technologies des calculateurs quantiques (1.5 h)

TD :

  1. Introduction aux circuits quantiques (1.5 h)
  2. Introduction aux algorithmes quantiques -1/2 (1.5 h)

TP :

  1. Introduction aux circuits quantiques (3.0 h)
  2. Introduction aux algorithmes quantiques (3.0 h)