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Comment exploiter la puissance de la mécanique quantique pour améliorer le traitement de l’information?

Informatique quantique

Aperçu

De nos jours, la technologie informatique est si présente dans notre quotidien qu’on ne pense même plus à son caractère incroyable, ni à l’ampleur de la révolution technologique qui en a découlé. La prochaine révolution est à nos portes : l’informatique quantique.

Dans les 50 dernières années, grâce à des inventions issues de la mécanique quantique, comme le transistor et le laser, l’informatique a connu une évolution plus importante que ce qu’on aurait pu imaginer. Toutefois, les ordinateurs actuels sont binaires : un commutateur est soit allumé ou éteint, et correspond soit à un ou à zéro. Pour cette raison, ils sont limités dans leurs tâches.

L’informatique quantique pourrait nous permettre de mener des recherches sur la mécanique quantique et l’informatique par l’entremise d’un nouveau cadre puissant. Parmi les applications éventuelles, notons : cryptographie, décodage, conception et simulation de matériaux et de produits chimiques, optimisation rapide et techniques d’apprentissage automatique.

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Aephraim M. Steinberg a démontré qu’il est possible de comprimer parfaitement de l’information quantique entreposée dans une collection de qubits préparés de façon identique en un nombre exponentiellement plus petit de qubits

De nombreux pays investissent déjà des milliards de dollars dans le domaine, et des technologies dérivées basées sur l’informatique quantique sont déjà commercialisées, y compris des capteurs, des amplificateurs et des détecteurs dont les applications vont de l’imagerie médicale à l’exploration pétrolière.

Ce programme réunit des théoriciens et des expérimentateurs qui se penchent sur les questions les plus fondamentales du domaine. Une telle approche mènera à des résultats fructueux en encourageant des idées radicalement nouvelles, en favorisant la collaboration avec l’industrie pour trouver de nouvelles applications et en optimisant l’impact positif de l’informatique quantique sur la société.

ARTICLES NOTABLES


Knill, E., R. Laflamme, R. et G.J. Milburn. « A scheme for efficient quantum computation with linear optics », Nature 409 (2001) : 46-52. résumé

Negrevergne, C. et coll. « Benchmarking quantum control methods on a 12-qubit system », Physical Review Letters, 96 (2006) : 170501 Résumé

Rozema, L.A. et coll., « Quantum Data Compression of a Qubit Ensemble », Physical Review Letters 113, 16 (2014). Résumé

J. Zhang et coll., « Digital quantum simulation of the statistical mechanics of a frustrated magnet »,  Nature Communications 3, 880 (2012). résumé

En bref

Fondé : 2002


Membres : 34


Dates de renouvellement : 2007, 2012


Disciplines :
Informatique, y compris calcul quantique et théorie du calcul, Physique quantique, de la matière condensée, mathématique et atomique, Optique, Génie électronique et informatique, Mathématiques appliquées


Prochaine réunion du programme :
février 2020


Contact: Daniel Bacinello

Les boursiers et les conseillers du programme

Directeurs de programme

David Poulin
Codirecteur du programme

Dans ses recherches, le physicien David Poulin vise principalement à trouver des méthodes efficaces pour protéger l’information quantique.

Aephraim M. Steinberg
Codirecteur du programme

Aephraim Steinberg, physicien, s’intéresse aux phénomènes mécanoquantiques fondamentaux, et au contrôle et à la caractérisation des états quantiques de divers systèmes, des atomes refroidis par laser aux photons individuels.

Boursiers

David Bacon

  • Boursier associé
  • Informatique quantique
  • Google
  • États Unis

Lillian Childress

  • Boursière
  • Informatique quantique
  • Université McGill
  • Canada

Jay Gambetta

  • Boursier associé
  • Informatique quantique
  • IBM

David Gosset

  • Boursier
  • Informatique quantique
  • Institute for Quantum Computing and Department of Combinatorics and Optimization
  • Université de Waterloo
  • Canada

Matthew Hastings

  • Boursier associé
  • Informatique quantique
  • Microsoft Research
  • États Unis

Patrick Hayden

  • Boursier
  • Informatique quantique
  • Université Stanford
  • États Unis

Stacey Jeffery

  • Boursière
  • Informatique quantique
  • CWI
  • QuSoft
  • Les Pays-Bas

Ben Lanyon

  • Boursier
  • Informatique quantique
  • Institut d'optique quantique et d'information quantique
  • L'Autriche

Jeremy O'Brian

  • Boursier associé
  • Informatique quantique
  • PsiQuantum

Irfan Siddiqi

  • Boursier
  • Informatique quantique
  • Lawrence Berkeley National Laboratory

Stephanie Simmons

  • Boursière
  • Informatique quantique
  • Université Simon Fraser

Matthias Troyer

  • Boursier associé
  • Informatique quantique
  • Microsoft
  • États Unis

Guifré Vidal

  • Boursier
  • Informatique quantique
  • Institut Périmètre d’astrophysique théorique
  • Canada

Thomas Vidick

  • Boursier
  • Informatique quantique
  • California Institute of Technology
  • États Unis

John Watrous

  • Boursier
  • Informatique quantique
  • Université de Waterloo
  • Canada

Conseillers

Dorit Aharonov

  • Conseillère
  • Informatique quantique
  • Hebrew University of Jerusalem

Gilles Brassard

  • Conseiller
  • Informatique quantique
  • Université de Montréal
  • Canada

Michel Devoret

  • Conseiller
  • Informatique quantique
  • Université de Yale

Raymond Laflamme

  • Conseiller
  • Informatique quantique
  • Université de Waterloo
  • Canada

John Preskill

  • Conseiller
  • Informatique quantique
  • California Institute of Technology

Chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli

Nir Bar-Gill

  • Chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2016-2018
  • Informatique quantique
  • Université hébraïque de Jérusalem
  • Israël

Giulio Chiribella

  • Chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2016-2018
  • Informatique quantique
  • Université d'Oxford
  • Royaume-Uni

Gerhard Kirchmair

  • Chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2016-2018
  • Informatique quantique
  • Université d’Innsbruck
  • L'Autriche

Thomas Vidick

  • Chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2017-2019
  • Informatique quantique
  • California Institute of Technology
  • États Unis

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