Physique, Information et Calcul: saison 3!

Eh oui, c'est la troisième édition du cours "Physique, Information et Calcul"... Déjà trois séances de passées et nous avons 50 étudiants le mardi de 18 à 20h! C'est le record... je n'en reviens pas!

J'avoue que je me demande un peu comment on va gérer les exposés car pour le moment, nous n'avons trouvé que deux tuteurs doctorants. Mais bon, on va y arriver! 

Le cours commence à être bien rodé maintenant... La manière dont on articule les séances commence à bien se stabiliser:

Le premier cours c'est Natacha qui présente la problématique de la calculabilité en informatique aux physiciens. En fait les informaticiens ont une semaine de ski et donc comme pour eux, c'est des rappels, c'est idéal de raconter cela en premier. C'est vraiment intéressant car on raconte qu'il existe une infinité de problèmes "non calculables" par une machine de Turing (de manière équivalente par un ordinateur)... C'est l'occasion de définir ce qu'est la calculabilité, un algorithme, et de plonger le regard sur ces questions qui touchent à la logique. C'est aussi l'occasion de toucher du doigt la question des ressources nécessaires à un calcul... 

J'aimerais bien qu'on arrive à caser un peu de complexité dans le cours mais Natacha me dit que ce n'est pas évident... Pour le poly, Benjamin qui a rédigé ce chapitre a présenté comment faire des portes logiques à partir de transistors. C'est vraiment un choix original qui devrait nous permettre de poser dès le début le problématique du cout thermodynamique de la manipulation d'information! Simplement, il faut qu'on complète sa présentation (gasp).

Le second cours, nous récupérons les informaticiens. Donc l'idée c'est de faire un résumé des bases de la mécanique quantique... Le défi est évidemment d'intéresser les physiciens donc il ne faut pas refaire ce qu'on raconte en cours de base de MQ en L3... J'ai donc opté pour une présentation à la Feynman de la mécanique quantique à partir des amplitudes. Et en fait cela passe bien. Le truc c'est de partir élémentairement pour arriver à un truc spectaculaire en deux heures. Donc je raconte comment est ce que quelques contraintes raisonnables sur les facteurs topologiques dans l'intégrale de chemin permettent de montrer qu'il n'existe que des bosons et des fermions dans notre univers. Et que pour des systèmes purement bidimensionnels, il existe d'autres possibilités.

L'an dernier les étudiants avaient un peu souffert mais cette année, je suis allé plus lentement et ils ont bien suivi. Et ça fait son effet... il faut dire ue l'argument est assez magique!

Pour le troisième cours, on quitte la stratosphère pour retrouver un terrain plus concret en parlant du système quantique le plus simple, à savoir le qubit. Ce n'est pas totalement évident en fait... Les informaticiens ont une manière très abstraite de présenter la chose: pour eux, le qubit c'est l'état (donc un vecteur dans l'espace de Hilbert de dimension 2 complexe)... Pour nous c'est un système physique qui peut porter un état quantique associé à deux configurations classiques... Du coup, le cours est l'occasion de montrer la différence de point de vue et d'insister sur le fait que pour le physicien, on distingue entre l'état quantique et le système qui le véhicule au travers de réalisations expérimentales convenablement préparées. J'espère que les étudiants sont sensibles à ce distingo! 

Cette année, on a aussi présenté le protocole BB84 de distribution de clés de codage dès ce troisième cours. C'est plutot bien mais je pense qu'il faudra revenir dessus au prochain cours pour voir s'ils ont des questions. J'aimerais cette année discuter la fiabilité du protocole en termes de théorie de l'information mais cela force à ce que j'y consacre une séance (la 5ème?) et du coup, il ne faudra pas merder sur la suite (notamment sur l'intrication). On va voir comment se passe le prochain cours déjà! Ca devrait déménager car je vais revenir sur la sphère de Bloch et parler de l'estimation d'un état quantique inconnu... Yaouuu Banzai!