Traitement Quantique de l’Information II

Bachelor 6eme semestre Informatique et Communication Orientation Physique

Cours: jeudi 13h15-15h00 et vendredi 13h15-15h, salle INM201
Exercices: vendredi 15h15-17h, salle INM201

News:

Des notes de cours seront mises sur cette page pour certains chapitres. Il est conseille de prendre des notes pendant le cours et de consulter la bibliographie ci-dessous.

 

enseignant: Nicolas Macris
bureau: INR 134
tel: +4121 6938114
email: nicolas.macris@epfl.ch

 

assistante: Alla Merzakreeva
bureau: INR 036
tel: +4121 6933147
email: alla.merzakreeva@epfl.ch
assistant: Andrei Giurgiu
bureau: INR 033
tel: +4121 6937504
email: andrei.giurgiu@epfl.ch
assistant: Goran Radanovic
bureau: INR 012
tel: +4121 6936484
email: goran.radanovic@epfl.ch

Objectifs
Le but du cours est de familiariser l’étudiant avec les concepts, les applications et quelques développements du traitement quantique de l’information.

Durant le premier semestre (hiver 2009-2010) les sujets suivants on été abordes: bits quantiques, principes de la mécaniques quantique, polarisation du photon, le spin et sa dynamique, oscillations de Rabi, cryptographie BB84, inégalités de Bell, téléportation et dense coding, portes logiques et circuits, réalisations expérimentales.

Durant le second semestre nous allons aborder: les algorithmes quantiques bases sur la transformée de Fourier (type Shor), bases sur l’amplification d’amplitude (type Grover), les modèles de décohérence et de canaux quantiques, et les codes correcteurs d’erreurs. Quelques realisations experimentales seront aussi discutees.
Le programme detaille est sujet a adaptations.

Bibliographie:
Michel Le Bellac: A short introduction to quantum information and quantum computation, Cambridge University press 2006. Pour l’edition francaise voir Editions belin 2005. Un petit livre pedagogique introduisant les aspects physiques du sujet.
N. David Mermin: Quantum Computer Science, An introduction, Cambridge University press 2007. Une introduction ecrite par un physicien pour des informaticiens.
Michael A. Nielsen and Isaac Chuang, Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge University Press 2000. Un livre complet et d’un niveau plus avance.
Neil Gershenfeld, The Physics of Information Technology, Cambridge University Press 2000, Une introduction a differents phenomenes physiques (classiques et quantiques) de bases, derriere les technologies de l’information.

Notes de cours   Series d’exercices   Corriges
         
Principes de la mecanique quantique (rappel)   serie 1 (23-02-2012)    
Dynamique du spin dans le champ magnetique   serie 2 (02-03-2012)    
RMN et portes logiques   serie 3 (09-03-2012)    
Alg Deutsch-Jozsa   serie 4 (16-03-2012)    
Alg Simon   serie 5 (23-03-2012)    
Notions sur les groupes et nombres   serie 6 (30-03-2012)    
————- test intermediaire  
Periode d’une fonction et Alg Shor   serie 7 (27-04-2012)    
Algo Grover   serie 8 (4-05-2012)    
Realisation experimentales (RMN)   serie 9 (11-05-2012)    
Codes correcteurs quantiques   serie 10 (18-05-2012)    
————-   serie 11 (25-05-2012)    

Lectures

From Cbits to Qbits: Teaching computer scientists quantum mechanics, by D. Mermin
Experimental realization of Shor’s algorithm, by Vandersyppen-Steffen-Breyta-Yannoni-Sherwood-Chuang.
Overview of NMR experimental realization of Shor’s algorithm by Steffen-Vandersyppen-Breyta-Yannoni-Sherwood-Chuang.

Controle des connaissances

Note ponderee:
10% pour rendu d’1/3 des exercices de l’annee (a rendre dans un delai d’une semaine).
20% pour le test intermediaire (ecrit duree 3h).
70% pour l’examen final (ecrit duree 3h).

Note finale = Max(note de l’examen final; note ponderee)

Materiel permis pendant l’examen
Formulaire personnel: une feuille A4 recto-verso.
Formulaire et Tables officiel CRM.

Divers liens vers des compagnies et laboratoires de recherche