Calcul Quantique

Bachelor 6eme semestre Informatique et Communication

Cours + exercices: jeudi 8h15-10h et 10h15-12h salle : INM10

Examen final: une page A4 recto-verso avec un résumé personnel est permise.

Remarque: l’examen final de l’édition 2016 est mis a disposition ci-dessous.

enseignant: Nicolas Macris
bureau: INR 134
tel: +4121 6938114
émail: [email protected]
assistant: Mohamad Dia
émail: [email protected]

Objectifs
Le but du cours est de familiariser l’étudiant avec les concepts du calcul et des algorithmes quantique. Notre modèle de calcul sera celui des circuits quantiques. Ces circuits sont une extension du modèle des circuits classiques Booleens.

Après un bref expose axiomatique de la mécanique quantique, puis des modèles des circuits classiques et quantiques, nous allons aborder: les algorithmes de Deutsch et Josza, de Simon (sous groupe cache), de Shor (factorisation), de Grover (bases de données). Ensuite selon le temps disponible nous le sujet des codes correcteurs d’erreur (Calderbank-Steane-Shor, formalisme stabilisateur).

Ces sujets seront présentés de façon axiomatique et seules des connaissances elementaires d’algèbre linéaire sont requises. En particulier aucune connaissance de physique n’est nécessaire.
Le programme détaillé est sujet a adaptations.

Bibliographie:

N. David Mermin: Quantum Computer Science, An introduction, Cambridge University press 2007. Une introduction écrite 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
Brève introduction  hmw1.pdf  sol1.pdf
Principes quantiques de base  hmw2.pdf    graded: problemes 1 et 2

deadline 23 Mars a 12h00

 sol2.pdf
Modèle des circuits classiques
Modele de Deutsch des circuits quantiques  hmw3.pdf  sol3.pdf
Alg de Deutsch-Josza  hmw4.pdf  sol4.pdf
Alg de Simon  hmw5.pdf    graded: deadline 13 April  sol5.pdf
 hmw6.pdf

midterm.pdf

 sol6.pdf

midtermsol.pdf

Groupes et Nombres: elements  hmw7.pdf    graded: deadline 11 Mai  sol7.pdf
Alg Shor  hmw8.pdf  sol8.pdf
Alg Grover  hmw9.pdf    graded: deadline 1 Juin  sol9.pdf
Codes correcteurs (not for exam)  examfinal2016.pdf  solfinalexam2016.pdf

Lectures complémentaires

From Cbits to Qbits:Teaching computer scientists quantum mechanics, by D. Mermin

Contrôle des connaissances: 4 graded homeworks 20% + midterm 20% + examen final 60%

Divers liens vers des compagnies et laboratoires de recherche