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"Une explication est limpide lorsqu'elle entre dans ta tête comme du beurre dans ton cul", Rafael Eliyahu
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MessagePosté: 12 Oct 2006, 22:57 
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S&A/NO a écrit:
Première téléportation entre lumière et matière

Pour la première fois, une expérience de téléportation quantique a permis de transporter de l’information entre deux objets de nature différente : de la matière d’un côté (des atomes), de la lumière de l’autre (des photons). Jusqu’à présent, les expériences avaient permis de transporter un état quantique de photons à photons ou d’atomes à atomes.

La téléportation quantique est un outil sans égal pour transporter de l’information sans support physique. Pour cela, les chercheurs ont recours à des particules intriquées, liées entre elles à distance. Modifier l’état quantique de l’une modifie obligatoirement l’état de l’autre dans un sens connu et prévisible.

Image
La téléportation repose sur une propriété propre à la physique quantique: l’intrication des particules. (vue d’artiste, Mette Høst, Niels Bohr Inst.)

L’équipe d’Eugene Polzik, de l’Institut Niels Bohr de Copenhague (Danemark), a réussi à intriquer des photons et des atomes puis à transmettre l’état quantique d’un laser de faible puissance aux atomes de césium. Ces travaux sont publiés aujourd’hui par la revue Nature.

Ce type de téléportation est indispensable à l’informatique quantique : pour que les données soient transmises d’un ordinateur à un autre, elles doivent être téléportées entre la lumière et la matière. L’équipe de Polzik a mené son expérience de téléportation sur une distance de 50 cm mais les chercheurs espèrent bien améliorer leur performance. Pour cela ils doivent surmonter deux problèmes majeurs : savoir jusqu’à quelle distance la lumière peut voyager sans que le signal soit dégradé et faire en sorte que l’état quantique, qui est une information fragile, ne soit pas déformé.

C.D. (05/10/06)

Ref.: "Quantum teleportation between light and matter" (Polzik & al., Nature 443, pp 557-560, 5 October 2006)


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MessagePosté: 13 Oct 2006, 07:15 
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Fascinant!! :wink:


C'est probablement une découverte majeure mais j'avoue ne pas trop en saisir les implications.

Je sais, je suis d'une ignorance crasse dans tout ce qui concerne la physique (quand j'entends le mot "quantique", j'imagine souvent des psaumes mal orthographiés; on ne se refait pas à mon age :lol: ), mais on parle de téléportation! Cela veut-il dire que la transmission de cette information s'est faite de manière instantanée ou bien à la bonne vieille vitesse de la lumière?

Et aussi, pourrais-tu m'expliquer (en terme simple et sans t'énerver) ce que signifie un "état quantique"?


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MessagePosté: 13 Oct 2006, 07:50 
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Si j'ai bien tout compris, c'est instantané. C'est un peu comme si tu avais deux frères jumeaux qui faisaient toujours la même chose. T'en gardes un chez toi, t'en envoies un autre à New York. Tu demandes à celui qui est avec toi de se gratter la tête. Au même moment, à New York, l'autre se gratte la tête aussi. Alors sur Terre, la transmission d'informations à la vitesse de la lumière, vu les distances, ça peut suffire, mais ce serait très intéressant si ça marchait entre la Terre et Mars, il n'y aurait pas de décalage pour télécommander un module d'exploration par exemple.


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MessagePosté: 18 Oct 2006, 00:05 
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Lord Dralnar a écrit:
Fascinant!! :wink:

Arf!

Citation:
C'est probablement une découverte majeure mais j'avoue ne pas trop en saisir les implications.

C'est pas vraiment une decouverte. Plutot une prouesse technique. Les implications? Un pas de plus vers la creation d'un ordinateur quantique digne de ce nom et vers des systemes robustes de cryptographie quantique.

Citation:
on parle de téléportation! Cela veut-il dire que la transmission de cette information s'est faite de manière instantanée ou bien à la bonne vieille vitesse de la lumière?

Les deux. En fait, y'a deux aspects: l'un instantane (relatif a ce que l'on appelle correlation ou intrication), et l'autre relativiste (se manifeste au plus a la vitesse de la lumiere). Mais la transmission de l'information proprement dite se fait au plus a la vitesse de la lumiere. C'est pourquoi l'explication proposee par Mikahel n'est pas correcte:

Mikahel a écrit:
Si j'ai bien tout compris, c'est instantané. C'est un peu comme si tu avais deux frères jumeaux qui faisaient toujours la même chose. T'en gardes un chez toi, t'en envoies un autre à New York. Tu demandes à celui qui est avec toi de se gratter la tête. Au même moment, à New York, l'autre se gratte la tête aussi.

Disons plutot que que si celui qui est avec moi se gratte la tete a gauche, celui a New York se grattera alors instantanement la tete a droite. Ca, c'est des jumeaux correles, intriques. Des jumeaux EPR, en somme. Mais pour pouvoir teleporter quelque chose d'ici a New York en utilisant les jumeaux correles, faut que je puisse transmettre a la personne qui observe le jumeau new-yorkais correle les resultats des mesures que j'ai effectuees sur le jumeau correle qu'est a cote de moi. Et cela ne peut se faire qu'au plus a la vitesse de la lumiere (cad par voie classique a defaut d'etre rectale). En gros. Crepeau explique assez bien - i.e. de facon claire, simple et concise - le processus de base de la teleportation quantique sur sa zolie page du meme nom: "la teleportation quantique".

Citation:
Alors sur Terre, la transmission d'informations à la vitesse de la lumière, vu les distances, ça peut suffire, mais ce serait très intéressant si ça marchait entre la Terre et Mars, il n'y aurait pas de décalage pour télécommander un module d'exploration par exemple.

Niet. Dans l'etat actuel de nos connaissances, comme on dit, c'est pas possible (entre autres pour la raison evoquee ci-dessus).

Lord Dralnar a écrit:
pourrais-tu m'expliquer (en terme simple <burp>) ce que signifie un "état quantique"?

L'etat quantique d'un systeme est l'information minimale decrivant ce systeme (quantique). Est-ce que j'te demande ce qu'est une lymphogranulomatose venerienne rectale, moi!? Non mais!


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MessagePosté: 18 Oct 2006, 00:29 
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J'ai une question très sérieuse.

Si par exemple je me fais téléporter en même temps qu'un cachalot et une citrouille, serait-il possible que la citrouille apparaisse avec des nagoires, le cachalot avec des feuilles, et moi avec ses.... ?

Ou bien vaut-il mieux les passer au four micro-ondes avant, afin de les épurer ?


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MessagePosté: 18 Oct 2006, 00:37 
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Archie Cash a écrit:
Si par exemple je me fais téléporter en même temps qu'un cachalot et une citrouille, serait-il possible que la citrouille apparaisse avec des nagoires, le cachalot avec des feuilles, et moi avec ses.... ?

Une greffe d'organe me semble moins onereuse et plus sure. Enfin, plus sure, a condition de pas oublier de fixer des roulettes et un systeme de poulies pour l'aide a la deambulation.


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MessagePosté: 18 Oct 2006, 00:48 
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Un organe, un seul ? J'avais pensé à plein de trucs moi...

"4 c'est mieux qu'une, et bien mieux qu'aucune ".
Pensées profondes d'un libertin - éditions la Bastille, 1789

(Cinq c'est pas mal aussi)


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MessagePosté: 18 Oct 2006, 19:04 
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M'sieur, M'sieur !

Qu'est ce que cela veut dire ?

Citation:
transporter de l’information sans support physique


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MessagePosté: 18 Oct 2006, 23:28 
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Jean Foutre Premier a écrit:
M'sieur, M'sieur ! Qu'est ce que cela veut dire ?

Citation:
transporter de l’information sans support physique

Rien. Ce n'est sans aucun doute qu'une formule maladroite pour resumer les deux processus conjoints qui sont a la base de la teleportation quantique ({intrication quantique (a.k.a. processus instantane et sans transfert d'information) + communication relativiste (a.k.a. processus avec transfert d'information p.e. au moyen d'un support electromagnetique)} => teleportation quantique).

{'Tolerance' mode on} Il est souvent difficile d'ecrire en deux temps et trois mouvements un article (news) suppose captivant d'a peu pres 10 lignes sur un sujet a priori un chouilla complique et contre-intuitif sans lacher au moins une anerie. Que voulez-vous mon bon monsieur, faut trop souvent se plier* aux imperatifs redactionnels et editoriaux. {'Tolerance' mode off}**

... j'vais t'en foutre moi des "m'sieur, m'sieur"!

*: dixit des amis journalistes, dont des journalistes scientifiques.
**: bien entendu, c'est kif kif lorsqu'on commente coitus interruptus un article (news) de ce genre. Arf!


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MessagePosté: 19 Oct 2006, 16:26 
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Bonjour Pyne Duythr,

Pyne Duythr a écrit:
Citation:
transporter de l’information sans support physique

Rien. Ce n'est sans aucun doute qu'une formule maladroite pour resumer les deux processus conjoints qui sont a la base de la teleportation quantique ({intrication quantique (a.k.a. processus instantane et sans transfert d'information) + communication relativiste (a.k.a. processus avec transfert d'information p.e. au moyen d'un support electromagnetique)} => teleportation quantique).

Je ne comprends pas ce qu'est l'intrication quantique. Si ce n'était que ça... ;-) Comment deux particules distantes de 100 années lumière peuvent-elles communiquer (?) instantanément ? Comment l'intrication quantique plus la communication relativiste peuvent-elles aboutir à une téléportation ? Comment cela fonctionne-t-il ? Un exemple peut-être ? Tout cela m'a l'air très étrange et mystérieux. Si tu pouvais m'en dire un peu plus, sans t'énerver et en termes simples... ;-) Merci.


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MessagePosté: 22 Oct 2006, 15:10 
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gaston a écrit:
Je ne comprends pas ce qu'est l'intrication quantique.

Le processus n'est pas complique. C'est son interpretation - en supposant qu'interpreter ne se resume pas a de futiles masturbations mondaines - qui peut poser quelques menus problemes. Comme toujours.

Considere une particule, disons un meson π (cad un pion) neutre (π0), qui se desintegre en emettant un electron (e-) et un positron (e+). Ca s'ecrit comme ca:

π0 --> (e-) + (e+)

Si initialement le pion ne bouge pas, l'electron et le positron s'envoleront alors en sens opposes. Le pion possede un spin zero. Le spin est le moment angulaire "intrinseque" d'une particule, cad une sorte de rotation propre a la particule, comme la rotation d'une toupie mais sans frottement. Ainsi, pour que la conservation du moment angulaire soit respectee (si tu veux, afin que le spin "global" soit le meme avant et apres la desintegration), le spin de l'electron et du positron doivent en quelque sorte s'annuller: si l'electron a un spin up (en haut), le positron doit avoir un spin down (en bas), et vice et versa. Bref, on doit avoir, en gros, {spin up} + {spin down} = {spin 0} (de facon imagee: si tu montes les escaliers d'1 metre, puis tu les descends d'1 metre, tu te retrouves a ta position de depart, cad a 0 metre). Le formalisme de la mecanique quantique ne peut te dire quelle combinaison tu trouveras lors d'une desintegration particuliere, mais il te dit que les deux mesures seront correlees et qu'en moyenne tu trouveras autant de fois la combinaison up/down que la combinaison down/up. A present tu laisses l'electron et le positron s'envoler de facon a ce qu'ils parcourent une certaine distance, 5 metres ou 50 annees lumieres, puis tu mesures le spin de l'electron. Supposons que tu trouves spin up. Alors, tu sais immediatement, instantanement, qu'une personne se trouvant a une distance de 10 metres ou de 100 annees lumieres trouvera spin down en examinant le positron. On a donc un etat intrique, cad un etat de deux particules, l'electron et le positron, qui ne peut etre exprime comme le produit de l'etat de l'electron et l'etat du positron lorsque ces particules sont considerees independemment. On ne peut donc pas parler rigoureusement de l'etat de l'une ou de l'autre particule prises separement. Bref, au niveau quantique, la propriete d'independance ou de separation des objets les un par rapport aux autres - propriete on ne peut plus banale a notre echelle - peut se casser mechamment la gueule. C'est ca l'intrication quantique. En gros. C'est comme ca. Un point c'est tout (ou presque).

Citation:
Comment deux particules distantes de 100 années lumière peuvent-elles communiquer (?) instantanément ?

Ca, c'est de l'interpretation, cad l'antichambre des emmerdements. Arf! Les deux particules distantes de 100 annees lumiere ne communiquent pas. Du moins, pas au sens usuel du terme. Tu pourrais dire - hypothese numero 1 - qu'il n'y a rien de surprenant dans l'experience du pion: l'electron avait reellement spin up (et le positron spin down) au moment de leur creation, mais le formalisme quantique ne le savait pas. Tu pourrais egalement dire - hypothese numero 2 - qu'aucune des deux particules, l'electron et le positron, n'avaient spin up ou spin down jusqu'au moment de la mesure: c'est ta mesure sur l'electron qui a fait s'effondrer la fonction d'onde,produisant ainsi instantanement le spin du positron a une distance de 10 metres ou de 100 annees lumiere. Comment departager ces hypotheses? C'est la question que s'etait posee Einstein, Podolsky et Rosen en formulant le "paradoxe" EPR (en gros, l'experience (alors de pensee) du pion decrite ci-dessus). Selon le trio EPR, una "action fantome a distance" (hypothese numero 2) est on ne peut plus absurde puisqu'aucun machin, quel que soit ce machin, ne peut se propager plus vite que la lumiere. C'est ledit principe de localite. EPR conclurent alors que l'electron et le positron doivent avoir un spin bien defini depuis le debut (hypothese numero 1), que le formalisme quantique soit capable de le calculer ou non. Tu pourrais alors retorquer a EPR che l'effondrement de la fonction d'onde n'est pas instantane, mais qu'il "voyage" a une vitesse finie. Ok. Mais ceci pourrait violer la conservation du moment angulaire: en effet, si tu mesurais le spin du positron avant que l'effondrement rejoigne ce dernier, il y aurait une probabilite de 50% de trouver les deux particules avec spin up. Or, les experiences sont sans appel: une telle violation n'a jamais lieu (i.e. la correlation entre spin est parfaite). Il semble donc, quoi qu'on puisse en penser, que l'effondrement de la fonction d'onde soit instantane. Donc, objection rejetee. EPR pensaient que le paradoxe qu'ils avaient souleve mettait en evidence le fait que le formalisme (mieux: la mecanique quantique) fournissait une description incomplete du reel: la fonction d'onde ψ ne contient pas toute l'information d'un objet quantique. Selon EPR, pour pouvoir caracteriser completement l'etat d'un systeme, en plus de la fonction d'onde ψ, il faut un autre bidule, une autre grandeur, disons ♪. Puisqu'a l'epoque on ne savait rien de ce a quoi pouvait ressembler ♪, on l'appela "variable cachee". Y'a un peu plus de 40 ans, Bell demontra que toute theorie locale a variables cachees etait incompatible avec la mecanique quantique (l'article de Bell est un chef d'oeuvre de concision, de clarte et d'elegance, je deconne pas). En tenant compte de la preuve de Bell, le "paradoxe" EPR est encore plus radical: si EPR ont raison, non seulement la mecanique quantique est incomplete, mais elle est completement fausse. Par contre, si la mecanique quantique est correcte, alors il n'existe aucune theorie a variables cachees qui puisse nous sauver de la non-localite que le trio EPR - et que n'importe quel individu autre que Bohr et sa clique de foux furieux - trouvait absurde. Y'a un peu plus de 20 ans, Aspect & al. effectuerent une experience cruciale de type EPR dont les resultats etaient en parfait accord avec les predictions de la mecanique quantique et etaient incompatibles avec l'inegalite de Bell (= son theoreme), donc il n'existe pas de theorie locale a variables cachees (ca veut evidemment pas dire qu'il n'existe pas de theorie non-locale a variables cachees). L'hypothese numero 2 - ou plutot une version beaucoup moins "intentionaliste" - se trouva ainsi confirmee. Pas necessaire de chercher midi a quatorze heures ou de s'epiler le scrotum: la nature est fondamentalement non-locale. Point a ligne. Bref, l'effondrement de la fonction d'onde est effectivement instantane.

Tu me diras peut-etre (et a juste titre) que ca te chiffonne: "si c'est instantane, c'est que, d'une maniere ou d'une autre, l'effondrement est un machin qui se propage a une vitesse supraluminique". Oui et non. En fait, beaucoup de choses se propagent a des vitesses supraluminiques: si tu traverses un faisceau lumineux, la vitesse de ton ombre est proportionnelle a la distance de l'endroit ou elle est projetee. Cette distance peut etre arbitrairement grande (ca pourrait etre la distance jusqu'a Mars ou, en principe, jusqu'a une planete a 100 annees lumiere), donc l'ombre peut se deplacer a une vitesse arbitrairement grande. Mais, l'ombre ne transporte aucune energie et ne peut transmettre aucun message (<=> y'a pas d'information) d'un endroit a l'autre ou elle est projetee. En d'autres termes, une personne au point X ne peut rien causer au point Y en utilisant le passage de ton ombre.
Le "paradoxe" EPR et, a fortiori, l'experience d'Aspect & al. (ainsi que d'autres experiences effectuees depuis lors) met-il en jeu une influence de type causal ou une influence du me type que celle du passage de l'ombre, appelons-la influence de type vide? Bref, la mesure sur l'electron influence-t-elle le resultat obtenu lors de la mesure sur le positron? La reponse est "bien sur que oui", sinon il serait impossible d'expliquer la correlation entre les donnees. Mais on ne peut pas dire que la mesure sur l'electron cause le resultat de la mesure sur le positron (du moins pas au sens commun du terme): tu ne peux utiliser la mesure effectuee sur l'electron pour envoyer un signal a la personne qui est censee effectuer une mesure sur le positron puisque tu n'es pas en mesure (arf!) de controler le resultat de ta mesure (= tu ne peux rien faire pour obliger ton electron a avoir un spin up, pas plus que je ne peux influencer le passage de ton ombre). Tu peux seulement decider d'effectuer ou non la mesure, mais celui qui est cense effectuer une mesure sur le positron ne pourra dire si la mesure sur l'electron a ete effectuee ou non (d'ou l'importance de ce que j'ai appele communication relativiste): les deux listes de donnees - une pour chaque experimentateur – sont "aleatoires" si prises separement; ce n'est que lorsqu'on les compare que l'on decouvre des correlations.
On peut donc distinguer deux types d'influence: celle de type "causal", qui produit une reelle modification d'une certaine propriete physique (modification detectable au travers de mesures effectuees sur son sous-systeme), et celle de type "vide", qui ne transporte ni energie ni information et dont l'existence ne peut se traduire que par les correlations entre deux sous-systemes "separes" (correlations qui ne peuvent etre detectees en examinant une seule des deux listes). Les influences de type causal ne peuvent se propager plus vite que la lumiere, mais rien n'empeche que celles de type vide puissent le faire. Les influences associees a l'effondrement de la fonction d'onde sont de type vide. Le fait qu'elles "voyagent" plus vite que la lumiere (si j'ai ete clair, tu noteras aisement que les termes "voyager" et "plus vite que la lumiere" n'ont pas beaucoup de sens - voire pas du tout - dans ce contexte) est sans doute surprenant, voire etrange, mais y'a rien de tres mysterieux (ou presque). En tous cas, y'a pas mort d'homme.

J'espere ne pas avoir bave trop de conneries: j'ai la gueule de bois, un debut de bronchite et, surtout, j'ai pas envie de me relire.

Citation:
Comment l'intrication quantique plus la communication relativiste peuvent-elles aboutir à une téléportation ? Comment cela fonctionne-t-il ? Un exemple peut-être ? Tout cela m'a l'air très étrange et mystérieux.

L'explication de ci-dessus devrait t'aiguiller (et te faire mieux apprecier l'explication en images de Crepeau donnee en lien precedemment). Si non, fais-moi signe. Mais pas trop tot. ;-)

Citation:
Si tu pouvais m'en dire un peu plus, sans t'énerver <...>... ;-)

Bordel de merde, qu'est-ce que vous avez a me faire chier avec cette histoire d'enervement?! Me suis jamais enerve, du moins pas sur ce forum. M'enerver n'est de toute gacon pas mon truc (j'suis selectif), meme si j'avoue etre plutot d'un naturel soupe au lait. Il m'arrive d'etre desagreable, ca oui. Comme toute personne saine de corps et d'esprit. Le prochain qui me fait cette remarque, je l'encule a sec apres lui avoir foutu mon poing sur la gueule.


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MessagePosté: 22 Oct 2006, 20:47 
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Salut Pyne Duythr,

Ton explication est on ne peut plus clair, mais dis moi, cet expérience (qui me semble révolutionnaire) peut elle à plus ou moins bref échéance avoir une application pratique...?
Que ce soit dans le traitement de l'information de masse en instantané en deux points distants, où la transmission de données en instantané ?

@+ :wink:


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 Sujet du message: histoires de q
MessagePosté: 27 Oct 2006, 18:06 
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sooty a écrit:
cet expérience (qui me semble révolutionnaire) peut elle à plus ou moins bref échéance avoir une application pratique...?

Les ordinateurs quantiques (OQ) et les systemes de cryptographie quantique (CQ). Les OQ exploitent la superposition, l'intrication et la teleportation quantiques afin d'effectuer p.e. des calculs - et donc, en quelque sorte, afin de resoudre des problemes - qui ont une complexite non-polynomiale pour les ordinateurs classiques. Bref, certaines classes de problemes non-polynomiaux dans un environnement computationnel classique se "reduisent" a des problemes au plus polynomiaux dans un environnement computationnel quantique. Il existe deja des OQ (versions beta ;-)), mais leur capacite computationnelle (ou calculatoire) est encore tres tres faible: pour l'instant seulement (!) qqs dizaines de qubits. Les OQ permettront egalement de comprimer l'information de facon extreme (par rapport aux standards actuels). En ce qui concerne les CQ, y'a p.e. l'elaboration de protocoles (en principe) inviolables. On estime qu'avec un OQ d'au plus 2000 qdots, le protocole RSA-129 serait casse en moins de 8 secondes, alors qu'avec un ordinateur classique le temps est de l'ordre des 10 mille ans (y'a a peu pres 10 ans, le cassage de RSA-129 avait requis presque un an avec un peu moins de 2000 ordinateurs classiques en reseau... c'est pourquoi RSA-129 est obsolete; y suffit alors d'utiliser RSA-X, avec x > 129 (comme le font les banques qui ont adopte le RSA) et les ordinateurs classiques, meme en reseau, sont a nouveau dans la merde). Les protocoles de cryptographie quantique - dont celui decrit en images par Crepeau dans le lien donne precedemment - sont inviolables, meme avec un OQ. Les recherches menees dans le domaine des OQ et des CQ (dont aussi en teleportation quantique) ont evidemment egalement un impact sur la technologie des canaux de transmission et de compression de l'information. Bref, la liste des applications a courts ou moyens termes est tres longue, sans meme parler des potentialites a longs termes. Le truc amusant - qui releve ici de l'anecdote - est que, en principe, le cafe contenu dans la tasse posee a cote de mon pc pourrait etre utilise comme OQ. Idem avec un verre de pisse. Faut dire aussi que le calcul quantique - et ses derives - n'est pas le seul type de "non-conventional computation". Je n'en citerai que deux par decence (il existe des machins encore plus "exotique" que ce qui suit): le "DNA-computing" - ou plus generalement le "molecular computing" - (ordinateurs biologiques, en gros) et le "amorphous computing" (ordinateurs bases sur l'auto-organisation, en gros). La nature calcule vachement bien (la nature n'est d'ailleurs probablement que du calcul). Y'a qu'a s'en inspirer. Et peut-etre faire mieux, du moins localement. On n'a pas fini d'etre etonnes, poils au nez.

Citation:
Que ce soit dans le traitement de l'information de masse en instantané en deux points distants

C'est effectivement un des processus mis en jeu dans un OQ. Mais y'a quand meme des contraintes assez fortes.

Citation:
où la transmission de données en instantané ?

Non. Ici y'a au moins deux limitations physiques insurmontables (actuellement?): 1) la transmission d'information est au plus relativiste et 2) le "no-cloning theorem" (qui ne peut etre que partiellement by-passe). La contrainte 1) etait la substance de mon precedent post.

/note: dans mon precedent post, j'aurais peut-etre du appeler d'une autre facon ladite "influence de type vide", par exemple "influence de type correlatif". Les deux expressions sont moches, alors bon, on n'est plus a ca pres. Bref.


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MessagePosté: 28 Oct 2006, 00:23 
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Salut Pyne Duythr

C'est plus qu'impressionnant, j'en suis sur le cul !!!

Encore un grand merci pour toutes tes explications !!! :P


@+


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MessagePosté: 28 Oct 2006, 11:32 
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sooty a écrit:
C'est plus qu'impressionnant, j'en suis sur le cul !!!

C'est effectivement un domaine de recherche aussi fascinant qu'enthousiasmant. Ce qu'il s'y fait depasse parfois - et de loin - ce qu'on pu imaginer certains (bons) auteurs de SF. Comme dirait le clebard puant de ma concierge: "la realite depasse parfois la fiction", poils au fion. J'avoue avoir un faible pour les projets orientes (topological) quantum computation (peut-etre de type non-turingien) via les espaces-temps de Malament-Hogarth. ;-)

Si ca t'interesse, tu pourras trouver tres facilement un tas d'articles (en libre acces) et de "lectures" sur le net. Bon, la plupart sont illisibles aux non-inities, mais certains sont tres accessibles. Preskill a par exemple presente une tres chouette conference (ecrit, sons & lumieres) sur une "extension" du quantum computing (aka le topological quantum computing): "Topological quantum computing for beginners". En francais, a part les articles de vulgarisation de l'excellent Delahaye et les cours d'informatique quantique en fac (de la licence aux ecoles doctorales), y'a pas grand chose. Citons tout de meme l'introduction a l'informatique quantique de Blais ainsi qu'une autre introduction (.pdf) sur le meme sujet de Le Bellac. Sinon, cote vulgarisation, y'a le bouquin de Brown: "Minds, Machines, and the Multiverse: The Quest for the Quantum Computer" (bon bouquin, mais (tres) criticable lorsqu'il aborde certains sujets "borderline" et lorsqu'il juge les travaux de certains chercheurs; mais a ma connaissance, c'est le seul bouquin de vulgarisation valable sur le sujet... oui Jean Foutre Premier, c'est en anglais, j'y peux rien). Dans la meme veine, y'a (traduit en francais cette fois ci, aux excellentes Editions Cassini) "L'etoffe de la realite" de Deutsch, un des papas de la quantum computation. Deutsch y expose toutefois plus sa "vision" des choses que le work in progress dans ce domaine. On peut ne pas partager toutes ses options, evidemment. En francais, y'a peut-etre aussi "Histoire des codes secrets. De l'Egypte des pharaons a l'ordinateur quantique" de S.i.n.g.h (note: oblige d'ecrire son nom de cette facon parce que cette enflure de Archie Cash a predispose le forum de facon a ce que S.i.n.g.h (sans les points) se transforme toujours en Scooter, arf!). Pas lu. Peux donc rien t'en dire. Mais certaines de mes connaissances l'ont lu et l'ont trouve attrayant et assez bien fait a defaut d'etre rigoureux. Pour finir, je te conseille chaudement le bouquin de Lloyd: "Programming the Universe: A Quantum Computer Scientist Takes On the Cosmos". Titre de merde, mais excellent (vraiment excellent) contenu.

Si t'es un obsessionnel compulsif pret a tout (meme a supporter la generation spontanee de Connerie Supreme), tu pourras toujours essayer le "quantum tantra". On sait jamais. Arf!

/note: le DNA-computing pourrait interesser un grand nombre de participants actifs de ce forum (tres oriente biologie & cie). Lorsque Adleman (le 'A' de RAS) & Cie publierent le premier article consistant sur le sujet en 1994, j'avais ecrit un petit truc accessible sur le sujet. Si je le retrouve (probabilite < 0,5), j'en balance une partie ici. Que de promesses... arf!


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MessagePosté: 28 Oct 2006, 12:26 
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Inscription: 30 Jan 2006, 18:02
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Bonjour Pyne Duythr,

Merci pour tes explications, même si je n'ai pas toujours tout compris dans ses moindres détails. ;-) Et merci pour les liens que tu as proposés.

Pyne Duythr a écrit:
/note: le DNA-computing pourrait interesser un grand nombre de participants actifs de ce forum (tres oriente biologie & cie). Lorsque Adleman (le 'A' de RAS) & Cie publierent le premier article consistant sur le sujet en 1994, j'avais ecrit un petit truc accessible sur le sujet. Si je le retrouve (probabilite < 0,5), j'en balance une partie ici. Que de promesses... arf!

Cela m'intéresse beaucoup. Je n'imaginais pas que toutes ces formes de calcul et d'ordinateur pouvaient exister...


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MessagePosté: 28 Oct 2006, 17:03 
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Super les liens Pyne Duythr ! :king2:

et merci de t'être donné la peine et pour les réponses et pour les recherches :wink:

@+


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MessagePosté: 29 Oct 2006, 11:30 
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Inscription: 29 Sep 2005, 07:15
Messages: 1838
bibi a écrit:
/note: le DNA-computing pourrait interesser un grand nombre de participants actifs de ce forum (tres oriente biologie & cie). Lorsque Adleman (le 'A' de RAS) & Cie publierent le premier article consistant sur le sujet en 1994, j'avais ecrit un petit truc accessible sur le sujet. Si je le retrouve [...], j'en balance une partie ici.

Retrouve. Mais impossible de balancer l'article tel qu'il est ici (l'est meme pas en francais). Je ne vais donc proposer qu'un condense des passages les plus importants (adaptation + simplification). C'est amplement suffisant.

L'approche d'Adleman concerne ledit probleme du graphe hamiltonien. Un graphe oriente - cad un ensemble de points (de sommets) unis par des segments orientes (des aretes) - est hamiltonien s'il existe (au moins) un parcours qui unit (et qui commence par) un sommet donne (= entree) a un autre sommet (= sortie) et qui ne passe qu'une et une seule fois par tous les autres sommets du graphe est respectant le sens du parcours (entree --> sortie).

Image

Etant donne un graphe a n sommets, le probleme qui consiste a determiner s'il est ou non hamiltonien est NP-complet: il est donc peu probable qu'il existe un algorithme efficace (cad polynomial) qui puisse le resoudre. La solution biologique d'Adleman peut, tout d'abord, etre decrite par l'algorithme suivant:
  • 1) generer des parcours aleatoires sur le graphe;
  • 2) selectionner seulement les parcours qui commencent par l'entree et qui finissent par la sortie;
  • 3) selectionner ulterieurement les parcours qui passent exactement par n sommets (n est le nombre de sommet du graphe);
  • 4) selectionner enfin seulement les parcours qui passent par chaque sommet au moins une fois;
  • 5) s'il reste des parcours, ceux-ci sont la solution du probleme;
dans le cas contraire, il n'y a pas de solution.

On peut verifier (exercice a la maison ;-) ) qu'a condition que la 1° etape (cad 1)) genere tous les parcours possibles sur le graphe, l'algorithme resoud effectivement le probleme.

Passons a la pratique. Pour ce faire, Adleman utilise des fragments d'ADN comme objets de calcul et certains enzymes et techniques de biologie moleculaire (la PCR et l'EGA) comme operateurs. La PCR est la polymerase chain reaction, ie un processus d'amplification in vitro de l'ADN. Cette technique permet de repliquer plus de cent millions de fois en quelques heures seulement un segment specifique d'ADN. L'EGA est l'electrophorese sur gel d'agarose: cela permet de separer des fragments d'ADN en fonction de leur longueur. Voyons a present comment les etapes de l'algorithme ont ete traduites en termes d'operations:
  • i) l'idee d'Adleman etait d'associer a chaque sommet une sequence de 20 oligonucleotides qu'on indiquera (on simplifie) avec les lettres des bases azotees respectives (A, T, C et G). Ainsi, par exemple (au hasard bien sur), la sequence:

    AATTCTGCGAAATTCCGGAA

    code le sommet V_1 et la sequence:

    CCGTTAAGGCTATAAGGGTA

    le sommet V_2. Les aretes du graphe sont elles aussi codees par des sequences de 20 bases azotees: l'arete qui joint V_1 a V_2 est alors codee par la sequence formee des 10 dernieres bases azotees de V_1 et des 10 premieres bases azotees de V_2. Dans notre exemple, l'arete V_1V_2 est codee par:

    AATTCCGGAACCGTTAAGGC.

    De cette facon, en accord avec l'orientation du graphe, le code de l'arete V_kV_m est different de celui de l'arete V_mV_k. Une solution comportant de multiples copies de sequences codifiant les aretes a ete melangee, en condition de reation, a une population de sequences complementaires des sommets (a l'exception de V_0 et de V_n, respectivement entree et sortie).
    /Note: entre deux filaments d'ADN il peut y avoir des liens (les ponts hydrogene) mais seulement entre les bases G et C et les bases A et T; on dit alors que G et C sont complementaires; idem avec A et T. Fin de note./
    Les complementaires des sommets servent a rapprocher les deux aretes complementaires en preparation pendant ladite ligation (= reaction qui lie les extremes des sequences). C'est cette ligation des aretes qui engendre de nombreux parcours orientes du graphe;
  • ii) c'est essentiellement l'etape PCR qui amplifie (cad recopie jusqu'a 100 millions de fois) les fragments d'ADN delimites par certaines sous-sequences specifiques;

    Image
  • iii) ici, il faut exploiter a donf la charge electrique (negative) des molecules d'ADN. C'est l'EGA. Le resultat de l'etape ii) est immerge dans un gel d'agarose et soumis a un champ electrique. Les molecules tendent a se deplacer dans une certaine direction et grace a la presence du gel elles finissent par se separer en fonction de leur poids moleculaire (cad en fonction de leur longueur). A la fin de cette etape, y'a selection des fragments de longueur egale au nombre de sommets du graphe;
  • iv) ultime etape qui se base sur la purification par affinites: avec cette technique on peut selectionner les fragments qui contiennent par exemple le sommet 1 du graphe. En repetant la procedure pour toutes les sequences qui codent les sommets du graphe, on est alors sur que le resultat final sera forme seulement par des fragments qui contiennent (au moins une fois et, apres l'etape iii), au plus une fois) les sommets du graphe. Cette derniere etape est celle qui demande le plus de temps.
Avec cette methode de calcul, Adleman a reussi a resoudre en seulement 7 jours le probleme du graphe hamiltonien avec 7 sommets. Ok, c'est vrai, c'est un cas de petite dimension (donc resoluble avec un ordinateur classique), mais son extension a des cas de dimension superieure est immediate (et cela a ete fait a maintes reprises depuis).

Quelques remarques (rapides, tres rapides) sur cette technique:
  • a) elle est parfaitement fiable;
  • b) elle consomme tres peu d'energie (en tout astronomiquement moins qu'un ordinateur classique pour les memes taches);
  • c) il y a une analogie (c'est beaucoup plus qu'une simple analogie) entre cette technique et une machine de Turing, cad avec le modele abstrait de calcul universel;
  • d) certains ont utilise depuis cette technique de DNA-computing (mieux: de molecular computing) pour decrypter (= casser) des codes (DES, etc.).
Sympa et amusant, non? Depuis, on a fait (beaucoup) mieux, et pas que dans la resolution de problemes combinatoires. Notons au passage (anecdote pas si anecdotique que ca) qu'il y a moins de deux ans, l'equipe de Shapiro, du Weizmann Institute of Science de Rehovot (Israel), a cree un ordinateur a ADN capable de diagnostiquer certains cancers. Bref.

Une (seule) reference (aujourd'hui historique) pour les curieux: "Molecular Computation of Solutions To Combinatorial Problems" (.pdf), Adleman & al. (1994/2004).

/Addendum au precedent post: un chouette article non-technique qui fait le tour du calcul quantique (et surtout de sa version topologique) de Das Sarma, Freedman & Nayak: "Topological quantum computation" (.pdf). Cet article n'elude presque rien: codes quantiques correcteurs d'erreurs, effet Hall quantique fractionnaire, etc.. A lire. Un autre, en francais, de Kempe, Laplante & Magniez (publie dans "La Recherche"): "L'ordinateur quantique". Assez bien foutu.
/Addendum (novembre 2006): concernant la QC, interessant (et discutable) l'article de Dyakonov intitule "Is Fault-Tolerant Quantum Computation Really Possible?", dont voici l'abstract: "The so-called "threshold" theorem says that, once the error rate per qubit per gate is below a certain value, indefinitely long quantum computation becomes feasible, even if all of the qubits involved are subject to relaxation processes, and all the manipulations with qubits are not exact. The purpose of this article, intended for physicists, is to outline the ideas of quantum error correction and to take a look at the proposed technical instruction for fault-tolerant quantum computation. It seems that the mathematics behind the threshold theorem is somewhat detached from the physical reality, and that some ideal elements are always present in the construction. This raises serious doubts about the possibility of large scale quantum computations, even as a matter of principle.".


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