Device-independent certification: Fondations et Applications

par Xavier Valcarce

Projet de thèse en Physique

Sous la direction de Nicolas Sangouard.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de Physique en Ile de France , en partenariat avec Institut de Physique Théorique (laboratoire) et de Faculté des sciences d'Orsay (référent) depuis le 02-12-2019 .


  • Résumé

    Dans les années 60, le physicien John Bell a étudié un scénario simple dans lequel deux joueurs, ayant chacun un appareil de mesure, reçoivent des paires de particules qu'ils mesurent en utilisant des paramètres différents. Il a montré comment la connaissance des seules statistiques peut être utilisée pour certifier que les corrélations entre les résultats des mesures vont au-delà des corrélations classiques. Il est intéressant de noter que la conclusion est valable sans qu'il soit nécessaire de connaître le fonctionnement détaillé de la source de particules et des appareils de mesure qui sont traités comme des boîtes noires. Peut-on envisager une telle approche "black-box" inspirée du test de Bell pour la certification de systèmes quantiques dont le fonctionnement interne n'est pas connu en détail ou est trop compliqué pour être modélisé avec précision ? Ces questions seront au cœur de cette thèse. En particulier, nous développerons un cadre mathématique pour une approche "black-box" du traitement quantique de l'information. Nous étudierons son utilité pour les technologies quantiques, notamment les simulateurs, les ordinateurs et les réseaux quantiques, tout en gardant un œil sur son potentiel pour aborder les questions sur les fondements quantiques.

  • Titre traduit

    Device-independent certification: from Foundations to Applications


  • Résumé

    In the 60's, the physicist John Bell studied a simple scenario in which two players, having each a measurement device, receive pairs of particles that they measure using different measurement settings. He showed how the knowledge of the statistics only can be used to certify that the correlations between the measurement results go beyond classical correlations. Interestingly, the conclusion holds without the need to know the detailed functioning of the particle source and the measurement devices which are treated as black-boxes. Can one envision such a black box approach inspired by Bell's test for certifying quantum systems whose internal functioning is not known in detail or too complicated to be model accurately? These questions will be at the core of this thesis. In particular, we will develop a mathematical framework for a black-box approach of quantum information processing. We will study its useful for quantum technologies, including quantum simulators, computers and networks while keeping an eye on its potential for tackling questions on quantum foundations.