Développeurs, data scientists, ingénieurs logiciels souhaitant découvrir l'informatique quantique par la pratique. Professionnels curieux des nouvelles technologies quantiques et de leur potentiel concret.
Programmation Python de base, notions de base en probabilités, curiosité pour les mathématiques et la physique
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| Le générateur aléatoire quantique |
Durée : 2h
Méthodes pédagogiques : alternance de théorie et de travaux pratiques
Matériels et moyens : vidéo-projecteur en présentiel, tableau partagé en classe virtuelle, infrastructure distribuée serveurs Linux | Premier contact avec Qiskit : Installation et configuration de l'environnement (Jupyter + Qiskit). Premier circuit quantique : |0⟩ → H → mesure. Observation des résultats : vraiment 50/50 ? Atelier : Générateur de nombres aléatoires quantique simple
Atelier : Comparaison avec random.choice() - même résultat, même mécanisme ?
Du bit au qubit : le qubit comme unité de calcul. Analogie avec le bit classique. Opérations de base.
États |0⟩, |1⟩ et la superposition d'états. Visualisation sur la sphère de Bloch avec Qiskit.
La mesure quantique : effondrement de la fonction d'onde.Atelier : Visualiser les états avec plot_bloch_multivector()
Atelier : Expérimenter avec différents angles de rotation
Introduction aux portes quantiques, porte de Hadamard : créer la superposition parfaite.
Portes X, Y, Z : rotations sur la sphère de Bloch.
Composition de portes dans Qiskit.Atelier : Créer des superpositions avec différentes amplitudes
Atelier : Visualiser les circuits avec circuit.draw('mpl')
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| Circuits multi-qubits et intrication |
Durée : 2h
Méthodes pédagogiques : alternance de théorie et de travaux pratiques
Matériels et moyens : vidéo-projecteur en présentiel, tableau partagé en classe virtuelle, infrastructure distribuée serveurs Linux | Passage à deux qubits.Systèmes à deux qubits, espace d'états en 4 dimensions.
Porte CNOT : création d'intrication. États de Bell : |00⟩ + |11⟩ et ses variants.Atelier : Créer et mesurer les 4 états de Bell
Atelier : Mesurer les corrélations quantiques
Manipulation avancée : portes contrôlées : CNOT, CZ, Toffoli.
Circuits réversibles : propriété fondamentale du quantique.Atelier : Construire une porte SWAP avec des CNOT
Atelier : Téléportation quantique (circuit complet)
Transition vers le matériel réel. Plateformes physiques : ions piégés, qubits supraconducteurs, photons, avantages et inconvénients
Différences entre simulation et matériel réel : bruit et décohérence.
Architecture des machines Rigetti.Atelier : Même circuit sur simulateur local et machine Rigetti
Atelier : Observer et quantifier les effets du bruit
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| Algorithme de Simon |
Durée : 2h30
Méthodes pédagogiques : alternance de théorie et de travaux pratiques
Matériels et moyens : vidéo-projecteur en présentiel, tableau partagé en classe virtuelle, infrastructure distribuée serveurs Linux | Problème de Simon : motivation et enjeux. Trouver la période cachée s dans f(x) = f(x⊕s).
Interférences pour révéler la structure.Atelier : Cas simple s="11"
Construction progressive de l'algorithme, implémentation de f(x) ⊕ f(x⊕s).
Registres d'entrée et de sortie. Interférences quantiques : amplifier les bonnes réponses.Atelier : Implémenter l'oracle pour s="11"
Atelier : Circuit complet Simon s="11" sur simulateur
Passage à la complexité réelle : s="1111". Scaling à 4 qubits : 16 possibilités classiques.
Construction de l'oracle 4 qubits. Extraction de l'information : résolution du système linéaire.Atelier : Algorithme de Simon complet s="1111" sur simulateur
Atelier : Analyser les résultats et probabilités de mesure
Validation sur matériel quantique réel : adaptation pour les contraintes matérielles Rigetti.
Gestion du bruit et stratégies de mitigation. Optimisation du circuit (profondeur, connectivité).Atelier : Simon s="1111" sur machine quantique physique
Atelier : Comparaison quantitative simulateur / matériel réel
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| Bilan et perspectives |
Durée : 1h
Méthodes pédagogiques : alternance de théorie et de travaux pratiques
Matériels et moyens : vidéo-projecteur en présentiel, tableau partagé en classe virtuelle, infrastructure distribuée serveurs Linux | Analyse des résultats obtenus. Avantage quantique observé : 16 essais classiques contre 4-5 mesures quantiques.
Impact du bruit sur l'algorithme : succès / échecs.
Techniques de correction d'erreur.Atelier : Mesurer précisément l'impact du bruit
Écosystème quantique actuel : plateformes disponibles (IBM, Google, Rigetti, IonQ).
Langages et frameworks (Qiskit, Cirq, Forest).
Applications prometteuses à court terme.
Ressources pour continuer : projets pour approfondir.
Communautés et formations avancées. Veille technologique.Atelier : Créer son propre défi quantique
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