4. Comment les quanta se partagent-ils ?

Lee Smolin

Arthur Koestler

Ce livre est une excursion a la frontiere de deux domaines fondamentaux de la recherche : la physique quantique, infra-atomique, d'une part, la parapsychologie, d'autre part. En montrant comment la parapsychologie est devenue scientifiquement respectable, Koestler rappelle qu'aux Etats-Unis on se servait de l'electronique pour experimenter sur la psychokinese et qu'en URSS, la telepathie etait une discipline officielle de la recherche. De plus en plus « occulte », la physique theorique, enfreignant joyeusement les lois de la nature, naguere encore sacro-saintes, montrait une inclination etonnante pour des concepts « surnaturels » comme la masse negative, les trous dans l'espace, le temps renverse. Dans le monde fantastique de la physique des quanta, les notions raisonnables d'espace, de temps, de matieres et de causalite n'ont plus cours. Les plus grands physiciens de notre epoque, Einstein, Planck, Heisenberg ont ete parfaitement conscients du caractere « mystique » des concepts dont ils se servaient, et plusieurs d'entre eux ont tente une synthese de la physique et de la parapsychologie. Koestler examine certains de ces efforts de synthese pour relier les sciences exactes aux intuitions de l'homme en quete de realites profondes ; il esquisse une hypothese personnelle a propos de ce probleme qu'il demande a tous les chercheurs d'aborder sans prejuges, en se gardant a la fois d'un materialisme fige et d'une credulite superstitieuse.

Anna Pappa

Protocoles de chiffrement quantiques de plusieurs parties en environnements réalistes Cette thèse se situe à l’interface entre la théorie quantique et les expériences, en mettant l’accent sur les protocoles pratiques qui peuvent être mises en place en utilisant la technologie présente. Notre objectif est de contribuer à la construction d’un cadre général pour la conception et la mise en oeuvre de schémas de chiffrement quantiques qui permettront d’améliorer la sécurité des futurs réseaux de télécommunication. En outre, cette thèse veut avancer la recherche pertinente sur la physique quantique et l’informatique, en améliorant notre compréhension du phénomène d’intrication. Les corrélations des états intriqués ne peuvent pas être reproduites par des moyens classiques, ce qui permet d’effectuer des tâches (par exemple la téléportation et le codage super-dense) qui sont autrement impossibles. Il est donc d’une importance majeure d’être capables de vérifier si un état quantique est intriqué. Dans cette thèse, nous montrons comment vérifier efficacement si une source physique peut créer des états intriqués multipartites et les partager avec de nombreuses parties, dont certains sont malhonnêtes et collaborent avec la source. Ce protocole pourrait s’avérer essentiel pour tout type de calcul quantique entre les parties méfiantes et pourrait aussi faciliter la délégation sécurisée des tâches de calcul aux serveurs quantiques puissants qui ne sont pas fiables. Finalement, nous étudions le lien entre la théorie des jeux et la non-localité quantique, dans le cadre de jeux bayésiens. Nous examinons comment l’intrication partagé aide les joueurs gagner un jeu avec une probabilité plus élevée que les ressources classiques pourraient atteindre.

Arnaud Landragin

Claude Crépeau

Jeu de couleurs, jeu de quantas Dossier Quantique Imaginez un interrogatoire de police un peu particulier.Deux suspects, Alice et Bob, sont amenés dans des salles distinctes du poste de police et questionnés séparément par des inspecteurs.Le crime qu'on leur reproche est la « pratique de la magie ».Il parait que les deux complices sont capables de télépathie.Rien de moins.Les inspecteurs ont donc pour mission de démontrer qu'Alice et Bob sont en mesure d'accomplir une tâche que seule la communication pourrait leur permettre de réaliser, bien qu'on les ait maintenus séparés à tout moment.Alice et Bob sont bons joueurs; ils acceptent le défi de démontrer leur talent, mais sont convaincus qu'aucun juge (suffisamment instruit) n'acceptera de les condamner… Alice et Bob ont un tour de magie où ils arrivent à gagner systématiquement à un jeu simple qu'on appelle le jeu RVB.Ce jeu consiste à donner une couleur A parmi « rouge », « vert » ou « bleu » à Alice et une telle couleur B à Bob indépendamment 1 .Face à la couleur A, Alice doit répondre immédiatement une couleur A' telle que A' ≠ A et Bob une couleur B' telle que B' ≠ B. Jusque là rien de bien difficile.Néanmoins, pour gagner le jeu, Alice et Bob doivent en plus répondre de façon à ce que A' ≠ B' sans pouvoir se consulter… Pensez à cette situation un peu.Comment Alice et Bob peuvent-ils avoir A ≠ A' ≠ B' ≠ B tout le temps?Je parie que d'ici quelques minutes vous aurez trouvé une façon pour Alice et Bob de gagner 8 fois sur 9 à ce jeu.Je parie aussi que vous n'arriverez pas à faire mieux.Pour ne pas gâcher votre plaisir d'essayer par vous-même, n'allez pas lire tout de suite l'encadré Le jeu des couleurs, où je vous donne une telle stratégie conjointe pour Alice et Bob.Mais à quoi Alice et Bob ont-ils droit s'ils ne peuvent pas se parler?On dit qu'une stratégie conjointe est locale déterministe si Alice et Bob peuvent se mettre d'accord avant le début du jeu sur deux fonctions F A et F B telles que A' = F A (A) et B' = F B (B).