Frédéric Magniez, professeur invité sur la chaire annuelle Informatique et sciences numériques, introduit son cours de l'année 2020-2021 : Algorithmes quantiques.
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Tous les calculs informatiques sont actuellement exécutés sur des ordinateurs contraints par les lois de la physique newtonienne, dite encore physique classique. Cependant, comme l'a suggéré Richard Feynman dans les années 80, un ordinateur quantique pourrait tirer profit des phénomènes de superposition et d'intrication de la physique quantique afin d'accélérer ses calculs. Alors que des prototypes d'ordinateur quantique encore très limités voient progressivement le jour, start-up, grandes entreprises du numérique, et aussi gouvernements orientent peu à peu leur recherche, stratégie et financement afin d'être prêts à exploiter le potentiel de ce futur ordinateur.
Dans ce contexte, ce cours au Collège de France sur les Algorithmes quantiques tâche de répondre à une demande croissante d'information et de formation de nombreux publics. À l'aide d'explications claires et scientifiquement rigoureuses sur le sujet, il permet à un auditoire varié d'assimiler les notions et concepts des algorithmes quantiques fondamentaux jusqu'aux plus récents, afin de mieux en appréhender les applications et les limitations. Ce cours est accessible au plus grand nombre, tout en apportant une formation attendue dans le milieu académique. le public ciblé va des esprits curieux de saisir les possibilités et les limites du calcul quantique, aux acteurs des sciences informatiques au sens large : informaticiens, mathématiciens du numérique et physiciens des technologies quantiques, qu'ils soient étudiants, chercheurs, développeurs, entrepreneurs ou encore futurs utilisateurs des algorithmes quantiques.
En partant des premiers paradoxes quantiques, nous étudierons les fondements de la cryptographie et de la communication quantiques. Ensuite, nous introduirons les concepts du calcul quantique par le biais des circuits, qui nous permettront de présenter les principales méthodes algorithmiques quantiques : mise en évidence de propriétés algébriques permettant de déchiffrer les messages secrets, et optimisation ouvrant la voie à un vaste champ d'applications algorithmiques. Puis nous aborderons les limites du calcul quantique, qu'elles soient théoriques ou liées aux technologies actuelles. Enfin, nous terminerons en décrivant une partie de la recherche actuelle motivée par l'utilisation à court terme de prototypes d'ordinateurs quantiques limités, mais pouvant potentiellement trouver des applications concrètes, comme notamment en intelligence artificielle ou encore en usage décentralisé de type Internet.
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Richard Phillips Feynman
Hélène Isaac (Autre)Jean-Marc Lévy-Leblond (Autre)Françoise Balibar (Autre)/5 42 notes
Hélène Isaac (Autre)Jean-Marc Lévy-Leblond (Autre)Françoise Balibar (Autre)/5 42 notes
Résumé :
La nature de la physique
Quelle est la nature du savoir qu’élaborent les sciences physiques ? Quelle est la nature du monde qu’elles nous découvrent ? C’est à cette double interrogation que répond, dans un style inimitable, l’un des plus grands physiciens de notre temps. Panorama du développement des sciences physiques et méditation sur leur caractère, La Nature de la physique traite aussi bien de la physique classique que de la plus récente. S’y ajou... >Voir plus
Quelle est la nature du savoir qu’élaborent les sciences physiques ? Quelle est la nature du monde qu’elles nous découvrent ? C’est à cette double interrogation que répond, dans un style inimitable, l’un des plus grands physiciens de notre temps. Panorama du développement des sciences physiques et méditation sur leur caractère, La Nature de la physique traite aussi bien de la physique classique que de la plus récente. S’y ajou... >Voir plus
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Critiques, Analyses et Avis (4)
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Personnage atypique que ce Richard Feynman... Peut-on décemment être un prix Nobel de physique et un fantastique vulgarisateur et un précieux didacticien des sciences ? " Vous voulez rire, Monsieur Feynman ? " (N. B. : c'est le titre d'un autre de ses ouvrages de vulgarisation, permettez-moi cette facétie facile).
Et bien oui, il arrive à être tout ça à la fois, avec une liberté de ton tellement plaisante et délectable qu'on aurait tors de s'en priver.
Ici sont réunis sept conférences données en 1964 à l'université Cornell, une conférence donnée en 1966 devant le congrès annuel de l'association nationale des professeurs de sciences des USA et enfin le discours sur l'électrodynamique quantique et l'espace-temps qu'il a prononcé en 1965 à l'occasion de la remise de son prix Nobel.
J'ai particulièrement aimé le texte de la conférence de 1966 intitulé " Qu'est-ce que la science ? ", une question que beaucoup d'enseignants du primaire, du collège et du lycée devrait réellement se poser (de même que ceux qui conçoivent les programmes de l'éducation nationale) à la lumière de cette splendide intervention.
Dans les sept premiers chapitres sont plus consistants tout en étant abordables et assez " dénués " de mathématiques (lequel reproche est souvent formulé à son encontre, comme quoi on n'est jamais content, car quand il y a des formules, on dit qu'il y a trop de maths !).
Richard Feynman ne s'interdit rien, comme de nous expliquer en termes simples et intelligibles la mécanique quantique, la gravitation, l'irréversibilité, la physique statistique et encore bien d'autres choses que vous perdriez à ne pas connaître et qui vous laisseront pantois et pantoises, du moins je le crois, mais ce n'est là que ma vision quantique dans un océan d'ondes et de vibrations, c'est-à-dire, pas grand-chose.
Et bien oui, il arrive à être tout ça à la fois, avec une liberté de ton tellement plaisante et délectable qu'on aurait tors de s'en priver.
Ici sont réunis sept conférences données en 1964 à l'université Cornell, une conférence donnée en 1966 devant le congrès annuel de l'association nationale des professeurs de sciences des USA et enfin le discours sur l'électrodynamique quantique et l'espace-temps qu'il a prononcé en 1965 à l'occasion de la remise de son prix Nobel.
J'ai particulièrement aimé le texte de la conférence de 1966 intitulé " Qu'est-ce que la science ? ", une question que beaucoup d'enseignants du primaire, du collège et du lycée devrait réellement se poser (de même que ceux qui conçoivent les programmes de l'éducation nationale) à la lumière de cette splendide intervention.
Dans les sept premiers chapitres sont plus consistants tout en étant abordables et assez " dénués " de mathématiques (lequel reproche est souvent formulé à son encontre, comme quoi on n'est jamais content, car quand il y a des formules, on dit qu'il y a trop de maths !).
Richard Feynman ne s'interdit rien, comme de nous expliquer en termes simples et intelligibles la mécanique quantique, la gravitation, l'irréversibilité, la physique statistique et encore bien d'autres choses que vous perdriez à ne pas connaître et qui vous laisseront pantois et pantoises, du moins je le crois, mais ce n'est là que ma vision quantique dans un océan d'ondes et de vibrations, c'est-à-dire, pas grand-chose.
Richard Feynman, Prix Nobel de Physique en 1965 et professeur émérite, a donné en 1964 à l'université Cornell un ensemble de conférences sur la nature de la physique qui ont été retranscrites dans cet ouvrage.
Et Feynman a des talents incontestables de pédagogue pour nous expliquer la physique moderne de Newton aux derniers développements de son époque. S'intéressant tout particulièrement à déterminer la nature du savoir que la physique élabore ainsi qu'à la nature du monde qu'elle nous fait découvrir, cet exposé tient pour certains aspects du traité philosophique et s'efforce si possible de ne pas employer les mathématiques. Il en ressort au final une certaine beauté assez étrange pour cette matière scientifique pourtant éloignée de toute motivation esthétique.
Il pourrait devenir un livre de chevet, juste pour le plaisir de lire de temps à autre quelques passages.
Et Feynman a des talents incontestables de pédagogue pour nous expliquer la physique moderne de Newton aux derniers développements de son époque. S'intéressant tout particulièrement à déterminer la nature du savoir que la physique élabore ainsi qu'à la nature du monde qu'elle nous fait découvrir, cet exposé tient pour certains aspects du traité philosophique et s'efforce si possible de ne pas employer les mathématiques. Il en ressort au final une certaine beauté assez étrange pour cette matière scientifique pourtant éloignée de toute motivation esthétique.
Il pourrait devenir un livre de chevet, juste pour le plaisir de lire de temps à autre quelques passages.
Je dirais à Richard Feynman:
«J'aime beaucoup la clarté de votre vocabulaire, votre façon de promouvoir l'information m'aide beaucoup à comprendre, je suis curieuse, et la lecture m'aide à combler le vide»
Je me permets de laisser ici une réflexion que j'ai fait « illo tempore ». Ce qu'est important ici n'est pas le « je », mais la pensée. Il me semble que la physique, donc la réflexion n'a pas des champs interdits et qu'il est toujours salutaire utiliser l'intelligence pour penser, débattre sans aucun refus et sans aucun rejet préalable. Je me remets au votre discernement par rapport à l'opportunité et la pertinence de cette réflexion ici.
«J'aime beaucoup la clarté de votre vocabulaire, votre façon de promouvoir l'information m'aide beaucoup à comprendre, je suis curieuse, et la lecture m'aide à combler le vide»
Je me permets de laisser ici une réflexion que j'ai fait « illo tempore ». Ce qu'est important ici n'est pas le « je », mais la pensée. Il me semble que la physique, donc la réflexion n'a pas des champs interdits et qu'il est toujours salutaire utiliser l'intelligence pour penser, débattre sans aucun refus et sans aucun rejet préalable. Je me remets au votre discernement par rapport à l'opportunité et la pertinence de cette réflexion ici.
Par celui qui regardait avec le sourire les grands débats sur la philosophie des sciences....
Faux modeste, vrai génie.
Citations et extraits (1)
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Si quelqu'un vous dit : " La science nous apprend que... ", il n'emploie pas le mot science comme il faut. La science ne nous apprend rien : c'est l'expérience qui nous apprend quelque chose. Si on vous dit : " La science montre que... ", répondez : " Comment la science le montre-t-elle ? Comment les savants ont-ils trouvé ça ? Comment ? Où ? Quoi ? " On ne doit pas dire : " La science montre que... ", mais : " Telle expérience, tel effet, montre que... " Et vous êtes en droit, vous aussi, comme tout un chacun, après avoir entendu un compte rendu de ces expériences (mais attention, soyez patient et écoutez bien tout) de décider si la conclusion qui en a été tirée est raisonnable ou pas.
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