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La présentation sera faite en anglais.
Résumé : Des progrès significatifs ont été réalisés récemment dans le domaine des technologies quantiques afin de réaliser des plateformes de calcul et de simulation quantiques physiquement diversifiées. Sonder les propriétés quantiques associées à l’intrication devient pertinent pour évaluer et comprendre la propriété quantique la plus élémentaire générée dans ces diverses plateformes quantiques. Dans ce travail, nous développons des approches théoriques récentes basées sur la boîte à outils des mesures aléatoires (randomized measurements RM) pour sonder de nouvelles quantités fondamentales liées à l’intrication préparées dans ces plateformes quantiques.
Parmi les différents travaux réalisés au cours de cette thèse, tout d’abord, nous fournissons un protocole efficace pour mesurer une quantité fondamentale liée à la métrologie quantique, connue sous le nom d’information quantique de Fisher (QFI), qui nous permet de caractériser l’intrication multipartite présente dans l’état quantique. Ce nouveau protocole est basé sur l’estimation de la QFI via la boîte à outils RM, en tant que série convergente de polynômes de limite inférieure de la matrice de densité au-delà du régime de la tomographie de l’état quantique.
En outre, nous nous concentrons également sur la résolution d’un problème pratique de la boîte à outils RM actuelle, causé par le coût classique excessif du post-traitement des quantités pertinentes à partir des données RM expérimentales. Cela motive l’introduction du formalisme de batch shadows qui contourne ce problème et fournit une technique de traitement des données efficace avec des garanties de performance rigoureuses pour obtenir des estimations des quantités accessibles à partir des données RM expérimentales.
Enfin, grâce à ces développements de la boîte à outils RM et à une collaboration avec IBM, nous présentons la première estimation du QFI pour des états quantiques préparés sur la plateforme de qubits supraconducteurs d’IBM par la mise en œuvre expérimentale de cette boîte à outils RM.
