Théorie de l’information quantique (QIT)

 

En tant que théorie non-locale, la théorie quantique diffère radicalement de la physique classique. Comment les propriétés quantiques, comme la non-localité, peuvent-elles être utiles dans le cadre de la théorie de l’information? Cette question est au coeur de nos activités de recherche. Plusieurs axes sont privilégiés, couvrant différent domaines de la physique fondamentale et appliquée.

 

Nous nous intéressons notamment à l’utilisation des corrélations non-locales pour la certification des technologies quantiques. Comment étendre une chaine de bits aléatoires d’une manière fiable? Comment garantir la sécurité d’une clé quantique générée avec des appareils inconnus, qui sont traités comme des boites noires? Peut on certifier le caractère quantique d’un simulateur sans connaître la dimension de l’espace de Hilbert sous-jacent ni le fonctionnement interne des appareils utilisés pour le caractériser? Nous développons des outils comme des tests de Bell — qui ont été initialement proposés pour détecter les corrélations non-locales — pour répondre à ces questions. L’objectif à court terme est de mieux comprendre les limites et les potentiels de ces outils. A long terme, nous pourrions développer un cadre mathématique nouveau pour certifier les technologies quantiques les plus avancées, en utilisant un minimum d’hypothèses sur leur fonctionnement.

 

La plupart de nos projets sont réalisés en étroite collaboration avec de nombreux groupes expérimentaux, travaillant principalement en Europe. Nous proposons des programmes de recherche expérimentaux en information quantique, nous guidons les expériences correspondantes avec des outils de l’optique quantique et nous accompagnons les expérimentateurs dans l’analyse des résultats avec des outils statistiques. Ce mélange unique entre projets fondamentaux et appliqués utilisant des outils théoriques avancés provenant de différents champs de recherche et des collaborations étroites avec différents groupes expérimentaux nous donne un cadre idéal pour faire progresser les technologies quantiques.

 

 

 

J.D. Bancal, chercheur CEA

E. Gouzien, post-doctorant

X. Valcarce, doctorant

Julian Zivy, doctorant.