Rappels sur les systèmes ouverts, la décohérence et l’information quantique

La première leçon, couvrant le premier chapitre, a commencé par revenir sur les résultats essentiels des années antérieures, en particulier sur la description des systèmes quantiques ouverts. Les systèmes de l’information quantique sont en effet toujours en interaction avec un environnement qui joue un rôle essentiel dans leur manipulation et leur mesure. La description des systèmes ouverts se fait à l’aide du formalisme de l’opérateur densité, qui remplace celui des vecteurs d’états (ou fonctions d’onde) de la mécanique quantique élémentaire. Nous avons rappelé ce formalisme en résumant les propriétés de l’opérateur densité d’un système ouvert. Nous avons également rappelé les propriétés universelles des transformations de l’opérateur densité du système. Nous sommes revenus sur les différents types de mesures possibles (mesures projectives et généralisées) et sur les méthodes d’observation continue d’un système quantique unique (observation des sauts quantiques simulée par la méthode dite de Monte Carlo quantique). Les rappels du premier chapitre se sont conclus par un bref retour sur l’information quantique, la définition des bits quantiques et des portes élémentaires à un et à deux qubits, ainsi que sur la génération d’états intriqués de type « chat de Schrödinger » dans des systèmes de qubits soumis à l’action de portes simples. La fragilité de ces états a été rappelée.