Amélie PIVETEAU : "Protocoles de communication quantique assistés par intrication"

Résumé : L'intrication quantique joue un rôle central dans de nombreux protocols de communication quantique. Elle permet à des particules distantes de partager des corrélations qui dépassent les limites des interactions classiques. En communication quantique, l'intrication est essentielle pour des processus tels que le superdense coding, la téléportation quantique et la distribution de clés cryptographiques sécurisées. Elle constitue également un pilier pour le développement des réseaux quantiques, où la gestion et la distribution de l'intrication sont cruciales pour connecter des nœuds éloignés. Bien que l'intrication parfaite soit un idéal recherché, les impératifs expérimentaux et les contraintes liées à la distribution de l'intrication sur de longues distances limitent souvent la qualité des états intriqués. Une intrication plus faible présente elle encore des avantages ?

Afin de d'apporter des premières réponses à ces questions, nous étudions dans un premier temps des tâches de communication plus générales que le "dense coding", afin de démontrer que des mesures plus simples permettent d'obtenir des protocoles de communication de qubits puissants et parfois même optimaux grâce à l'intrication. Notre étude confirme que des mesures simples suffisent à générer des corrélations quantiques qui ne peuvent être modélisées par deux bits de communication classique et qui peuvent constituer un protocole optimal pour les ressources quantiques.
Dans un second temps, Nous nous intéressons au développement de méthodes de certification pour garantir la sécurité sur un réseau basé sur l'intrication. Nous étudions expérimentalement une nouvelle inégalité de type Bell conçue pour certifier la non-localité totale d'un réseau (FNN). Notre expérience est mise en œuvre en utilisant deux paires de photons intriqués polarisés dans une configuration de réseau à trois nœuds, appelée scénario de réseau bilocal.

Finalement, nous montrons que les états faiblement intriqués peuvent améliorer la communication sur un canal qubit en utilisant uniquement des mesures séparées sur des états isotropes non pilotable à deux qubits, sans interférence, de photons individuels, à travers deux tâches de communication : le partage de secret et sa variante stochatique.

Composition du jury :

Jean-Marc MEROLLA Professeur Université Bourgogne Franche-Comté Directeur de thèse

Emil JOHANSSON BERGHOLTZ Professor Université de Stockholm Rapporteur

Henning SCHMIDT Professor Université de Stockholm Rapporteur

Michael ODELIUS Professeur Université de Stockholm Examinateur

Bourennane MOHAMED Professor Université de Stockholm CoDirecteur de thèse

Localisation : Université de Stockholm Albanova University Center 10961 Stockholm SUEDE - salle A3:1003