Les caractéristiques distinctives et souvent contre-intuitives de la mécanique quantique, telles que la superposition, l'absence de clonage et l'intrication, ont ouvert de nouvelles voies dans le domaine des sciences de l'information. Les chercheurs ont utilisé ces caractéristiques pour trouver des solutions efficaces à des problèmes de calcul difficiles et pour établir de nouveaux concepts de sécurité inviolables dans diverses tâches de communication.
Cette thèse couvre un large éventail de sujets. Nous commençons par démontrer expérimentalement la quantité réduite de transfert d'informations nécessaire pour résoudre un problème spécifique. Ensuite, nous mettons en œuvre une technique cryptographique pour le jeu de pile ou face, en soulignant l'amélioration de la sensibilité à la tricherie offerte par le cadre quantique.
En outre, dans le domaine de la cryptographie, nous avons étudié les moyens de rendre plus réalisable dans la pratique une fonctionnalité essentielle connue sous le nom de transfert oblivieux, qui s'appuie sur les ressources quantiques pour la sécurité du calcul. Ensuite, nous nous concentrons sur le problème de l'échantillonnage du boson, qui s'est avéré extrêmement difficile à l'aide de simulations classiques mais réalisable grâce à l'optique quantique ; nous avons cherché à mettre en œuvre un protocole de vérification pour cette tâche bien connue.
Le système physique quantique qui sous-tend nos projets ultérieurs est entièrement basé sur l'optique quantique. Enfin, sur un plan plus théorique, nous avons cherché à approfondir le domaine des corrélations quantiques en développant des outils numériques pour caractériser la direction quantique au sein d'un réseau donné.
Nos résultats fournissent des exemples concrets où un avantage quantique peut être démontré en pratique et ainsi ouvrir la voie vers de scénarios plus complexes en information quantique.