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Theoretical and Experimental Aspects of Quantum Cryptographic Protocols

by Lamoureux, Louis-Philippe

Abstract (Summary)
La mécanique quantique est sans aucun doute la théorie la mieux véri?ée qui n’a jamais existée. En se retournant vers le passé, nous constatons qu’un siècle de théorie quantique a non seulement changé la perception que nous avons de l’univers dans lequel nous vivons mais aussi est responsable de plusieurs concepts technologiques qui ont le potentiel de révolutionner notre monde. La présente dissertation a pour but de mettre en avance ces potentiels, tant dans le domaine théorique qu’expérimental. Plus précisément, dans un premier temps, nous étudierons des protocoles de communication quantique et démontrerons que ces protocoles o?rent des avantages de sécurité qui n’ont pas d’égaux en communication classique. Dans un deuxième temps nous étudierons trois problèmes spéci?ques en clonage quantique ou chaque solution apportée pourrait, à sa façon, être exploitée dans un problème de communication quantique. Nous débuterons par décrire de façon théorique le premier protocole de communication quantique qui a pour but la distribution d’une clé secrète entre deux parties éloignées. Ce chapitre nous permettra d’introduire plusieurs concepts et outils théoriques qui seront nécessaires dans les chapitres successifs. Le chapitre suivant servira aussi d’introduction, mais cette fois-ci penché plutôt vers le côté expériemental. Nous présenterons une élégante technique qui nous permettra d’implémenter des protocoles de communication quantique de façon simple. Nous décrirons ensuite des expériences originales de communication quantique basées sur cette technique. Plus précisément, nous introduirons le concept de ?ltration d’erreur et utiliserons cette technique a?n d’implémenter une distribution de clé quantique bruyante qui ne pourrait pas être sécurisé sans cette technique. Nous démontrerons ensuite des expériences implémentant le tirage au sort quantique et d’identi?cation quantique. Dans un deuxième temps nous étudierons des problèmes de clonage quantique basé sur le formalisme introduit dans le chapitre d’introduction. Puisqu’il ne sera pas toujours possible de prouver l’optimalité de nos solutions, nous introduirons une technique numérique qui nous permettra de mettre en valeur nos résultats.
Bibliographical Information:

Advisor:Scarani, Valerio; Haelterman, Marc; Emplit, Philippe; Mandel, Paul; Massar, Serge; Cerf, Nicolas

School:Université libre de Bruxelles

School Location:Belgium

Source Type:Master's Thesis

Keywords:computing quantum mechanics non linearity photonics cloning algorithms computation entanglement

ISBN:

Date of Publication:06/20/2006

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