Les activités de l'INTRIQ

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mai 29, 2019

Colloque scientifique au congrès de l'Acfas, mercredi le 29 mai 2019

Organisateurs :
     Professeure Anne Broadbent, Université d'Ottawa
     Professeur Stéphane Kéna-Cohen, Polytechnique Montréal

Visite pour les membres de l'INTRIQ à l'Université d'Ottawa, jeudi le 30 mai

 

janv. 8, 2019

CONFETI (CONFérence ÉTudiante de l'INTRIQ) is a yearly student conference sponsored by the INTRIQ. It attracts graduate students and post-docs in the fields of physics, mathematics, computer science and engineering working on quantum computing related projects.

Where and when
The conference will take place on January 8-10, 2019 at the Hôtel Château Bromont in Bromont, Québec.

Schedule
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Registration
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nov. 13, 2018

At Hotel Château Bromont

Organizer :
   Pr Guillaume Gervais, McGill University

90, rue Stanstead, Bromont QC J2L 1K6
Téléphone : 1 800 304 3433

Note : The INTRIQ Business meeting (reserved for members) will be held in room "Salle des cantons" on November 13th from 9h30 to 10h30

Registration (Closed)

Chartered bus Berri-Bromont-Berri

Carpooling 

 

Axe 2 - Hardware

mai 29, 2019
Posté par : Marc Leclair

Colloque scientifique à l'Acfas et visite à l'Université d'Ottawa


Colloque scientifique au congrès de l'Acfas, mercredi le 29 mai 2019

Organisateurs :
     Professeure Anne Broadbent, Université d'Ottawa
     Professeur Stéphane Kéna-Cohen, Polytechnique Montréal

Visite pour les membres de l'INTRIQ à l'Université d'Ottawa, jeudi le 30 mai

 

La science de l’information quantique cherche à exploiter les propriétés incroyables de la matière au niveau quantique afin d’ouvrir des possibilités révolutionnaires pour le traitement de l’information. En effet, nous savons déjà que l’information quantique mène à des systèmes de communication infiniment plus sécuritaires et aussi à des calculs incroyablement plus rapides. Ce domaine de recherche, qui nécessite l’expertise de nombreuses disciplines (physique, informatique, génie et mathématiques), connait une explosion d’intérêt de par le monde. Tous les acteurs de ce domaine s’entendent sur une chose: la prochaine révolution quantique dans le traitement de l’information est maintenant à notre porte et son impact sur la société sera majeur.

Le colloque vise à sensibiliser le public scientifique de tous les milieux, les décideurs et les futurs acteurs universitaires, ingénieurs ou collégiaux, du caractère innovateur de la science de l’information quantique, des possibilités offertes par les technologies de l’information quantique ainsi que les plus récents résultats scientifiques dans le domaine.

Conférenciers INTRIQ au colloque de l'Acfas

Anne-Laurence Phaneuf-L'Heureux, Polytechnique Montréal
Mécanisme de transfert excitonique à l’origine de l’initialisation ultrarapide des qubits de spin dans le ZnSe:Te2
Grâce à sa forte interaction avec la lumière, le spin d’un trou lié à une molécule de Te2 dans le ZnSe est un candidat intéressant pour la réalisation d’interfaces spin-photon permettant de manipuler, convertir et distribuer les états quantiques. Nous avons récemment démontré un nouveau mécanisme permettant d’initialiser sans champ magnétique externe le spin d’un tel trou au moyen d’une excitation résonante des états du matériau hôte [St-Jean (2016), PRL 117 (16)]. Cependant, malgré des performances et une simplicité dépassant celles de ses prédécesseurs, notamment l’atteinte d’une fidélité de 99% en moins de 150 ps, le processus reste mal compris. En employant une excitation sélective et résonante d’excitons dans la structure de bandes du ZnSe, je démontrerai que ce mécanisme implique la relaxation d’un exciton libre du ZnSe vers un état lié sur la molécule de Te2. L’oscillation selon l’énergie d’excitation de l’efficacité de transfert et de l’énergie d’émission de l’exciton lié semble indiquer un fort couplage de celui-ci à un polariton formé à partir de l’exciton libre. Je présenterai un modèle tentant d’expliquer ce couplage inattendu et discuterai des façons d’exploiter ce nouveau mécanisme pour réaliser des portes quantiques.

Claude Crépeau, Université McGill
« transmETTRE OU NE PAS transmETTRE? : c’est ça la question. »
Dans le cadre de la physique quantique nous sommes confrontés avec une réalité qui a surpris de nombreux chercheurs: l’intrication quantique. Cette notion est semblable à la transmission d’information mais n’est pas tout à fait aussi puissante. Cet exposé a pour but de vous introduire de façon simple à cette notion et ses implications dans la vie de tous les jours. Nous verrons des exemples où l’on serait porté à croire qu’une transmission a eu lieu alors que celle-ci n’est pas nécessaire à ce qui est observé…

À titre d’exemple nous considérerons le cas où Alice reçoit au hasard une couleur A parmi ROUGE, VERT, ou BLEU et de même pour Bob qui reçoit la couleur B. Ils gagnent le jeu si Alice répond la couleur X et Bob la couleur Y telles que A≠X≠Y≠B. Est-il nécessaire qu’Alice et Bob communiquent pour gagner à ce jeu tout le temps ??

Dave Touchette, Institute for Quantum Computing
Applications de la théorie de l’information de Shannon en complexité du calcul quantique
Une des théories charnières du 20e siècle est la théorie de l’information de Shannon. C’est l’une des pierres angulaires de l’ère de l’information dans laquelle nous vivons, donnant la limite ultime à la performance des algorithmes de compression de sources aléatoires, aux codes correcteurs d’erreur utilisés entre autres dans la couche de communication de l’internet, ainsi qu’à la sécurité des protocoles de chiffrement (encryption). Au fil des vingt dernières années, les outils développés dans le cadre de cette théorie ont su s’immiscer bien au-delà des applications originales pour lesquelles ils furent conçus : bornes sur les structures de données, les algorithmes en continu (streaming algorithms), les algorithmes d’approximation, les programmes linéaires, les protocoles interactifs, etc. Lors de cette présentation, j'introduirai une de nos applications récentes de la théorie de l’information de Shannon à l’étude de la complexité des algorithmes en continu quantiques.

David Poulin, Université de Sherbrooke
Information quantique: exploiter les particularités de l’univers quantique pour le traitement d'information
On entend dire que l’informatique quantique a le potentiel de transformer les technologies de l’information. Un ordinateur quantique pourrait effectuer certains calculs qui sont impossibles sur un ordinateur conventionnel. La cryptographie quantique offre la possibilité de communication privée inconditionnelle. Mais nous sommes habitués de voir apparaitre de nouvelles technologies de l’information sur le marché, la puissance de calculs des ordinateurs conventionnels double à tous les 18 mois sans signe d’essoufflement depuis 1950! En quoi est-ce que les technologies quantiques diffèrent de ce progrès auquel nous sommes habitués?

C’est la question à laquelle je tenterai de répondre au cours de cette présentation.

Jérôme Bourassa, Cégep de Granby
WiSPr : Une nouvelle sonde quantique de résonance magnétique
Les techniques de résonance magnétique sont des méthodes hautement précises mesurant les propriétés magnétiques des spins et sont utilisées dans une multitude de domaines scientifiques et d’applications. La détection de spins est cependant difficile alors que leur interaction avec les signaux micro-ondes est très faible. Bien que l’utilisation de cavités résonantes améliore la sensibilité́ des appareils, elles limitent toutefois leur plage de détection en fréquence et complexifie la caractérisation des échantillons.

Dans ce projet, nous avons mis au point un nouveau détecteur de résonance magnétique qui résout ce problème. En exploitant l’effet Meissner non-linéaire d’un résonateur supraconducteur, nous avons permis aux spins d’affecter directement les propriétés du détecteur. Ce nouveau mécanisme de couplage permet d’ouvrir complètement la plage de détection en fréquence tout en préservant sa sensibilité́. Ce détecteur permettrait de simplifier grandement l’analyse de nombreux composés chimiques, biologiques et même de nouveaux matériaux quantiques comportant des défauts magnétiques.

Max Hofheinz, Université de Sherbrooke
Photomultiplicateur micro-ondes basé sur le tunneling inélastique de paires de Cooper
Dans les circuits supraconducteurs quantiques, la jonction Josephson est l'ingrédient clé en agissant comme inductance fortement non-linéaire non-dissipative, permettant de construire, e.g. des qubits. En appliquant une tension continue en dessous du gap, la jonction perd son inductance et entre dans le régime de tunneling inélastique de paires de Cooper où un courant de paires de Cooper peut passer à travers la jonction lorsque l'énergie 2eV d'une paire de Cooper traversant la jonction peut être dissipée sous forme de photons dans le circuit linéaire qui l'entoure. Dans ce régime la jonction reste non-dissipative et agit comme un élément non-linéaire actif, transformant l'énergie fournie par la source de tension en rayonnement micro-ondes. Pour des circuits de haute impédance, cette conversion peut être extrêmement non-linéaire et impliquer plusieurs photons. Nous utilisons cette non-linéarité pour convertir un photon micro-ondes entrant en un état de Fock de 2 ou 3 photons sortant dans un mode différent. Dans ce processus, l'énergie électrostatique libérée par une paire de Cooper est transférée à l'état Fock sortant, fournissant ainsi un gain d'énergie. Une cascade de tels multiplicateurs, suivie d'un amplificateur linéaire devrait permettre la détection de photons micro-ondes uniques. [J. Leppäkangas et al. Phys. Rev. A 97, 013855 (2018)]

Michael Hilke, Université McGill
Un qubit comme détecteur de propriétés d’états topologiques
Les états topologiques ont des propriétés remarquables comme la protection contre certaines perturbations notamment le bruit et le désordre. En outre, ces états peuvent aussi présenter des exemples de nouvelles excitations de particules comme les fermions de Majorana. Grâce à ces propriétés particulières, il est tentant de les considérer comme d’excellents candidats pour une architecture de base pour les ordinateurs quantiques. Ces ordinateurs quantiques sont construits avec des qubits qui sont composés de systèmes à deux niveaux. Néanmoins il est souvent très difficile de détecter ces états topologiques, particulièrement au niveau expérimental. Ici, nous décrivons une application directe de qubits dans la détection de ces états topologique grâce à la dynamique particulière des qubits. Nous allons considérer, en particulier, le modèle d’une chaine atomique alterné (le model SSH) qui présente des états topologiques de bord à l’intérieur d’un gap, leur offrons une protection contre certaines perturbations. Nous montrons qu’il est possible de détecter ces propriétés topologiques à l’aide de la dynamique d’un qubit couplé à cette chaine atomique. Nous évaluons la dynamique de ce qubit et en particulier ses propriétés de décohérence qui va dépendre des propretés topologiques de la chaine atomique.

Sébastien Lord, Université d'Ottawa
Un Chiffre Inclonable
Une différence fondamentale entre l’information classique et quantique est énoncée par le théorème d’impossibilité du clonage: contrairement à des bits, il est impossible de produire des copies de qubits. Ceci est la base de plusieurs protocoles en cryptographie quantique.
Nous présentons une nouvelle fonctionnalité cryptographique nommée chiffrage inclonable. Cette fonctionnalité assure qu’un message chiffré ne puisse être utilisé pour produire deux états qui permettraient d’obtenir le message, même quand la clé est dévoilée.
Nous implémentons cette fonctionnalité en utilisant le code conjugué de Wiesner pour le chiffrement. Ainsi, il est improbable que deux adversaires puissent recevoir toute l’information nécessaire. Des fonctions pseudo-aléatoires, modélisées par des oracles aléatoires, sont utilisées afin de garantir que n’importe quelle information partielle que les adversaires obtiennent ne puisse les aider à obtenir le message.

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