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La présentation sera faite en anglais.
Résumé : La mécanique quantique permet de superposer des processus, ce qui entraîne une absence fondamentalement quantique de structure causale. Cette thèse étudie l’indétermination causale par le biais du formalisme de la matrice de processus, qui modélise des processus avec différentes parties qui respectent localement les lois de la mécanique quantique, sans supposer une structure causale globale bien définie, ce qui conduit à des processus avec un ordre causal indéfini. Un exemple d’un tel processus est le quantum switch, où les opérations de deux parties A et B sont appliquées dans une superposition quantique des deux ordres possibles, A avant B et B avant A. L’objectif principal de cette thèse est de fournir une meilleure compréhension des processus avec un ordre causal indéfini pour lesquels une interprétation physique claire existe, à la fois d’un point de vue pratique en se demandant comment ils peuvent être réalisés et quels types de nouveaux avantages en matière de traitement de l’information ils peuvent apporter, mais aussi d’un point de vue plus fondamental, en examinant les nouvelles propriétés qui apparaissent lorsque l’on considère des processus avec trois parties ou plus, notamment la propriété d’ordre causal dynamique. Ce travail étudie plus formellement la notion d’ordre causal dynamique, qui apparaît lorsque l’ordre causal n’est pas fixé a priori mais plutôt établi à la volée, l’ordre causal entre les parties futures pouvant alors dépendre d’un des choix faits par les parties dans le passé. Outre une meilleure compréhension de l’indétermination causale, tant au niveau fondamental que pratique, cette thèse comporte une partie plus personnelle, qui exprime mes propres réflexions sur l’impact politique et sociétal de la recherche scientifique, dans le contexte du développement des technologies quantiques.
