Cloning the entanglement of a pair of quantum bits

It is shown that any quantum operation that perfectly clones the entanglement of all maximally-entangled qubit pairs cannot preserve separability. This ``entanglement no-cloning'' principle naturally suggests that some approximate cloning of entanglement is nevertheless allowed by quantum mechanics. We investigate a separability-preserving optimal cloning machine that duplicates all maximally-entangled states of two qubits, resulting in 0.285 bits of entanglement per clone, while a local cloning machine only yields 0.060 bits of entanglement per clone.Comment: 4 pages Revtex, 2 encapsulated Postscript figures, one added autho

Theoretical and experimental aspects of quantum cryptographic protocols

La mécanique quantique est sans aucun doute la théorie la mieux vérifiée qui n’a jamais existée. En se retournant vers le passé, nous constatons qu’un siècle de théorie quantique a non seulement changé la perception que nous avons de l’univers dans lequel nous vivons mais aussi est responsable de plusieurs concepts technologiques qui ont le potentiel de révolutionner notre monde. La présente dissertation a pour but de mettre en avance ces potentiels, tant dans le domaine théorique qu’expérimental. Plus précisément, dans un premier temps, nous étudierons des protocoles de communication quantique et démontrerons que ces protocoles offrent des avantages de sécurité qui n’ont pas d’égaux en communication classique. Dans un deuxième temps nous étudierons trois problèmes spécifiques en clonage quantique ou chaque solutionapportée pourrait, à sa façon, être exploitée dans un problème de communication quantique.Nous débuterons par décrire de façon théorique le premier protocole de communication quantique qui a pour but la distribution d’une clé secrète entre deux parties éloignées. Ce chapitre nous permettra d’introduire plusieurs concepts et outils théoriques qui seront nécessaires dans les chapitres successifs. Le chapitre suivant servira aussi d’introduction, mais cette fois-ci penché plutôt vers le côté expériemental. Nous présenterons une élégante technique qui nous permettra d’implémenter des protocoles de communication quantique de façon simple. Nous décrirons ensuite des expériences originales de communication quantique basées sur cette technique. Plus précisément, nous introduirons le concept de filtration d’erreur et utiliserons cette technique afin d’implémenter une distribution de clé quantique bruyante qui ne pourrait pas être sécurisé sans cette technique. Nous démontrerons ensuite des expériences implémentant le tirage au sort quantique et d’identification quantique.Dans un deuxième temps nous étudierons des problèmes de clonage quantique basé sur le formalisme introduit dans le chapitre d’introduction. Puisqu’il ne sera pas toujours possible de prouver l’optimalité de nos solutions, nous introduirons une technique numérique qui nouspermettra de mettre en valeur nos résultats. Doctorat en sciences, Spécialisation physiqueinfo:eu-repo/semantics/nonPublishe

Asymmetric phase-covariant d-dimensional cloning

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Fiber optical implementation of the Deutsch-Josza algorithm

A robust method for manipulating multidimensional quantum information encoded in time bins in optical fibers is demonstrated. This is illustrated by implementing the Deutsch-Josza algorithm, but this also applies to the Bemstein-Vazirani algorithm and, with slight modifications, to other quantum computation problems (such as the distributed Deutsch-Josza problem) and to multidimensional quantum cryptography.contribution E12-6-MONinfo:eu-repo/semantics/publishe

Network distributed quantum random number generation

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Fiber optical implementation of the Deutsch-Josza algorithm with 3-qubits

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Secure experimental generation of random bit-strings

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Comparing SILAC and two-dimensional gel electrophoresis analysis for measuring cyclosporine A-induced quantitative changes in protein expression

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Fast quantum-optical random-number generators

International audienceIn this paper we study experimentally the properties of three types of quantum -optical random-number generators and characterize them using the available National Institute for Standards and Technology statistical tests, as well as four alternate tests. The generators are characterized by a trade-off between, on one hand, the rate of generation of random bits and, on the other hand, the degree of randomness of the series which they deliver. We describe various techniques aimed at maximizing this rate without diminishing the quality (degree of randomness) of the series generated by it

Fast quantum-optical random-number generators

In this paper we study experimentally the properties of three types of quantum -optical random-number generators and characterize them using the available National Institute for Standards and Technology statistical tests, as well as four alternate tests. The generators are characterized by a trade-off between, on one hand, the rate of generation of random bits and, on the other hand, the degree of randomness of the series which they deliver. We describe various techniques aimed at maximizing this rate without diminishing the quality (degree of randomness) of the series generated by it. © 2013 American Physical Society.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe