Abstract
In this work we set clearly the theoretical basis of quantum
computing, we explored the models of quantum computation, and we chose an
analogue ð - calculus which is the q -
calculus for the compositional approach, and qCCS as process algebra,
the quantum Turing machine as a universal model of quantum computation. After
giving the basic principles of quantum computing, we finally explore the
quantum programming languages for each paradigm. These explorations are given
as exhaustive and proposed an extension of the LOTOS langauge named Q-LOTOS.
Introduction générale
La rencontre entre la physique quantique et les sciences de
l'information débute en 1982 quand Richard Feynman [Feynman, 1982]
[Feynman, 1984], Prix Nobel de Physique, propose l'utilisation de la physique
quantique au lieu de la physique classique comme support matériel de
l'information et du calcul. Des problèmes hors de portée de
l'informatique actuelle (dite classique) pourraient alors être
traités efficacement.
Le calcul quantique est un domaine de recherche qui acquiert
rapidement une place comme un sujet important dans l'informatique. Pour
être sûr, il ya encore des problèmes conceptuels et
technologiques à surmonter dans la construction d'ordinateurs quantiques
fonctionnels. Néanmoins, il existe de nouveaux recherches fondamentales
sur la calculabilité quantique [Deutsch, 1985], les algorithmes
quantiques [Deutsch et Jozsa, 1992] [Grover, 1996] [Shor, 1997] , les
protocoles de communication quantique [Bennett et Wiesner, 1992] et la nature
de la mécanique quantique elle-même, en particulier avec
l'émergence de la théorie de l'information quantique [Michael A,
2000]. Une grande partie du travail théorique vise à utiliser les
nouveaux outils disponibles pour l'efficacité algorithmique. Ceux-ci
sont donnés par des superpositions, qui se trouvent à la base du
parallélisme quantique, l'intrication, qui permet d'atteindre tous les
termes de superposition par des corrélations malgré
l'effondrement de la mesure, et la linéarité des
opérations quantiques. Cependant, le fait que les calculs quantiques
sont décrits actuellement au niveau bas seulement - en comparaison avec
l'informatique classique il ya 60 ans - c'est un aspect beaucoup moins
explorée. Dans son état actuel, le calcul quantique peut à
peine faire face à un nombre limité d'algorithmes isolés.
Leurs auteurs se servent de leur connaissance intime des
phénomènes quantiques susmentionnés pour faire une
passerelle entre les niveaux d'abstraction physique et le monde conceptuel que
nous sommes habitués au calcul classique. Les machines de Turing
précèdent les ordinateurs classiques, l'analogue est vrai pour
les ordinateurs quantiques. Les paradigmes de programmation classiques ont
été développés quand la technologie informatique a
été introduite. Notre objectif s'inscris dans le cadre
d'anticiper la construction de dispositifs quantiques et de raisonner sur les
concepts quantiques pour l'informatique.
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Dans ce mémoire nous allons donner une synthèse des
principes de base de l'informatique
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