A Short Introduction to Quantum Information and Quantum Computation

La nouvelle science de l'information quantique est destinée à occuper, dans quelques années, une place importante en informatique.
Les ordinateurs quantiques, encore de trop petite taille pour être utilisés efficacement, et la cryptographie quantique, opérationnelle depuis peu, représenteront alors une avancée décisive dans le domaine de la sécurité informatique. L'auteur de ce livre propose une introduction concise et précise, accessible pour l'essentiel aux non-spécialistes en physique, aux bases de cette nouvelle discipline.
Un ouvrage important pour la jonction entre la communauté des informaticiens et celle des spécialistes de la physique quantique. "Le livre de Michel Le Bellac est promis à un beau succès. Il sera utile à tous ceux qui souhaitent comprendre les bases de la nouvelle science en train de naître. Bon voyage dans cet univers bizarre et mystérieux... qui est celui de notre avenir." Jean-Paul Delahaye

Introduction à l'information quantique

La physique quantique a permis de concevoir des objets comme le transitor et le laser, à la base de la revolution technologique qui en moins de trente ans a bouleversé notre vie quotidienne. En évitant tout formalisme mathématique élaboré, l'auteur se propose de donner les clefs pour comprendre le fonctionnement d'objets emblematiques créés par l'ingénierie quantique comme les diodes laser ou les horloges atomiques, ainsi que les enjeux de recherches recentes par exemple sur les atomes froids ou les condensats de Bose-Einstein. Il explore en profondeur les principes de ce qu'Alain Aspect a baptisé la (seconde révolution quantique) fondée sur le concept d'intrication, en traitant aussi bien de questions fondamentales comme la non-localité que des développements récents de la cryptographie et du calcul quantiques. Enfin il donne dans les deux derniers chapitres une discussion actualisée des problèmes posés par les fondements de la théorie quantique.Extrait de la préface d'Alain Aspect: ( Le livre de Michel Le Bellac a l'immence mérite de tirer les conséquences des avancées récentes, et de présenter de façon synthétique les concepts à la base des deux révolutions quantiques.. Il a su dégager les points essentiels et choisir quelques exemples importants, sans noyer le lecteur sous une accumulation de phénomènes).

Le Monde Quantique

Depuis l'Antiquité, la nature du temps a fasciné nombre de grands penseurs. Cet ouvrage expose ce que la physique est capable de dire aujourd'hui sur le sujet. La mesure du temps, ou plus exactement celle d'une durée, se fait grâce à des horloges atomiques dont l'exactitude peut atteindre une seconde sur plusieurs milliards d'années. Nous décrivons la façon dont s'effectue le transfert du temps qui permet la synchronisation d'horloges en différents points de la Terre ou de l'espace au milliardième de seconde près, ou même mieux. Les relativités, restreinte et générale, ont bouleversé notre conception du temps et ont un impact considérable sur certains problèmes de la vie quotidienne comme l'utilisation du GPS. On abandonne l'idée d'un temps absolu, le temps devient multiple et insaisissable, et peut-être même une illusion. Enfin la flèche du temps, ou l'irréversibilité, implique que les phénomènes physiques se déroulent toujours dans un sens déterminé, en relation avec la croissance de l'entropie. Cependant il est possible dans certaines conditions d'échapper à cette contrainte et de construire un temps réversible grâce aux miroirs à retournement temporel, dont nous décrivons les nombreuses applications pratiques.

Le temps : mesurable, réversible, insaisissable ?

La physique quantique permet de comprendre en profondeur les phénomènes qui régissent le comportement des solides, des semi-conducteurs, des atomes, des particules élémentaires et de la lumière.

Cette nouvelle édition contient trois chapitres entièrement re-rédigés, un nouveau chapitre sur la mécanique quantique relativiste (construction de Wigner et équation de Dirac), une sélection de corrigés d'exercices et de nombreuses mises à jour. Elle offre une approche originale permettant de traiter immédiatement et de façon simple des applications importantes comme l'atome à deux niveaux, le laser ou la résonance magnétique nucléaire. Le formalisme est ensuite développé en privilégiant l'utilisation des symétries et permet de traiter les applications usuelles comme le moment angulaire, les approximations semi-classiques, la théorie de la diffusion ou la physique des atomes et des molécules.

L'ouvrage accorde aussi une large place à des domaines nouveaux apparus depuis une trentaine d'années et qui occupent aujourd'hui le devant de la scène : non-localité et information quantiques, refroidissement d'atomes par laser, condensats de Bose-Einstein, états du champ électromagnétique, sujets qui ne sont pas traités dans la plupart des manuels.

Ce livre s'adresse aux étudiants de L3 et de master de physique et aux élèves des écoles d'ingénieurs. Il est également susceptible d'intéresser un large public de physiciens, chercheurs ou enseignants, qui souhaitent s'initier aux développements récents de la physique quantique.

Physique quantique  Tome II - Applications et exercices corrigés

Qu'est-ce que le temps ? L'écoulement du temps est-il une illusion ? Le temps a-t-il une flèche ? Peut-on voyager dans le temps ? Est-ce que le libre arbitre existe ou bien le futur est-il prédéterminé ? En s'appuyant sur les résultats les plus récents des neurosciences, ce livre expose comment on peut tenter de répondre aujourd'hui à ces questions.

Le cerveau humain est un organe complexe qui ne se contente pas de percevoir le temps, il le construit. Il fabrique notre sens de la chronologie et c'est aussi une machine à explorer le temps qui nous permet de simuler les événements passés et futurs, une faculté qui a joué un rôle déterminant dans l'évolution de l'humanité.

L'ouvrage combine neurosciences, physique et philosophie. La première partie décrit les différents types d'horloges biologiques qui permettent au cerveau de percevoir le temps. La deuxième partie est consacrée à la nature du temps et à la manière dont la physique en rend compte, en particulier dans le cadre des relativités d'Einstein. Le livre se conclut en développant les aspects psychologiques de la perception du temps et la façon dont la conscience fait le lien entre le passé et l'avenir.

Dean Buonomano est professeur de neurobiologie et de psychologie à l'Université de Californie à Los Angeles. Il mène une activité de recherche de pointe comme théoricien des neurosciences du temps. Il a écrit un livre de vulgarisation « Brain Bugs » (Les dysfonctionnements du cerveau). 

Michel Le Bellac est professeur émérite de physique à l'Université de Nice. Il a écrit de nombreux livres de physique et il est co-auteur dans cette collection de « Le temps : mesurable, réversible, insaisissable ».

Le temps des neurones - Les horloges du cerveau

La physique quantique, qui a vu le jour au début du XXe siècle avec la théorie des quantas, permet de comprendre la nature profonde des phénomènes qui régissent le comportement des solides, semi-conducteurs, atomes, particules élémentaires et la lumière. L’approche de cet ouvrage est différente des autres traitant du même sujet : l’auteur présente en premier des exemples simples d’applications avant de rentrer dans le formalisme de cette discipline avec l’équation de Schrödinger. Le livre, expliqué de façon très pédagogique, permet aux étudiants de différents niveaux (Licence, Master 1 et 2) de trouver les bases nécessaires à la compréhension de cette discipline fondamentale.

Physique quantique - Tome 1, Fondements

La physique quantique permet de comprendre en profondeur les phénomènes qui régissent le comportement des solides, des semi-conducteurs, des atomes, des particules élémentaires et de la lumière.
Cette nouvelle édition contient trois chapitres entièrement re-rédigés, un nouveau chapitre sur la mécanique quantique relativiste (construction de Wigner et équation de Dirac), une sélection de corrigés d'exercices et de nombreuses mises à jour. Elle offre une approche originale permettant de traiter immédiatement et de façon simple des applications importantes comme l'atome à deux niveaux, le laser ou la résonance magnétique nucléaire. Le formalisme est ensuite développé en privilégiant l'utilisation des symétries et permet de traiter les applications usuelles comme le moment angulaire, les approximations semi-classiques, la théorie de la diffusion ou la physique des atomes et des molécules.

L'ouvrage accorde aussi une large place à des domaines nouveaux apparus depuis une trentaine d'années et qui occupent aujourd'hui le devant de la scène : non-localité et information quantiques, refroidissement d'atomes par laser, condensats de Bose-Einstein, états du champ électromagnétique, sujets qui ne sont pas traités dans la plupart des manuels.
Ce livre s'adresse aux étudiants de L3 et de master de physique et aux élèves des écoles d'ingénieurs. Il est également susceptible d'intéresser un large public de physiciens, chercheurs ou enseignants, qui souhaitent s'initier aux développements récents de la physique quantique.

A Short Introduction to Quantum Information and Quantum Computation

Plus de livres de Michel Le Bellac

Critiques

Ce livre n'a pas encore de critiques