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La leçon scientifique la plus facile au monde : l’information quantique
La leçon scientifique la plus facile au monde : l’information quantique
Description
Introduction au livre
De la calculatrice de Turing à la téléportation quantique de Zeilinger
Information et intrication : le prélude à une révolution scientifique qui ouvre l'avenir de l'informatique
La deuxième vague de la révolution de l'information : les réponses quantiques !


Le 19e ouvrage de la série « Apprendre les sciences avec les articles originaux des lauréats du prix Nobel », intitulé « Information quantique », commence par la théorie de l’information de Shannon et aborde le problème d’Einstein-Podolsky-Rosen (EPR), l’inégalité de Bell, l’expérience d’intrication d’Aspe et la téléportation quantique de l’équipe de Zeilinger — un récit qui retrace la manière dont le concept d’« information » s’est étendu des bits aux qubits.


Des nombres binaires 0 et 1 à la superposition et à l'intrication représentées par les sphères de Bloch, en passant par les portes et algorithmes quantiques, la cryptographie quantique (QKD) et les communications par satellite, ce livre vous guide à travers le cœur de la science de l'information quantique actuelle grâce à des explications interactives et des textes originaux.
En particulier, le texte original de l'article décisif (vérification de l'intrication et de la téléportation) de John Clauser, Alain Aspe et Anton Zeilinger, lauréats du prix Nobel de physique 2022, a été inclus, permettant aux lecteurs de suivre directement le processus de confirmation des « faits quantiques » par des expériences allant au-delà de la théorie.
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indice
Recommandation
J'espère que vous pourrez comprendre les articles originaux de ces scientifiques de génie.
Le monde quantique s'ouvre : le Dr Deutsch parle de la révolution de l'information quantique de Zeilinger (interview surprise)

Première rencontre : la théorie classique de l'information et la naissance des ordinateurs
L'origine de l'information : des lettres aux codes, la révolution de l'information dans l'humanité
Al-Kindi, le philosophe qui a percé le mystère : les débuts de l'analyse fréquentielle et la naissance des sciences de l'information.
Le monde vu en 0 et 1 _ Les racines du numérique enseignées à Leibniz par le Livre des Mutations
Calculer avec des machines : de Schickard à Leibniz : la naissance et l’évolution de la calculatrice
Charles Babbage, le père de l'ordinateur : la naissance de la machine à différences et de la machine analytique
La logique du 0 et du 1, le monde de l'algèbre booléenne _ George Boole et les fondements de la logique numérique
De Morgan, l'homme qui a transformé la logique en symboles - Les lois de De Morgan et la logique moderne
Alan Turing : Changer le monde avec des 0 et des 1 – Le mathématicien qui rêvait d'ordinateurs et de la révolution numérique
L'imagination de Turing devient ordinateur : un monde de calculs complexes créé par des dispositifs simples
L'évolution des ordinateurs : guerre, science et imagination humaine

Seconde rencontre – À la recherche des racines de la révolution numérique
Charles Peirce, qui a ouvert la porte au 0 et au 1, est le fondateur de la logique symbolique qui a inauguré l'ère numérique.
Penser avec les machines, concevoir l'avenir par le jeu : l'univers numérique de Shannon
Entropie : une nouvelle façon d'appréhender l'information – La signification de l'incertitude révélée par Shannon

Troisième rencontre : Le monde des algorithmes quantiques avec les qubits
L’information quantique commence par la superposition : le langage des fonctions d’onde et des états propres
Le chat dans la boîte : le monde quantique vu à travers l'expérience de Schrödinger
Qubits : La possibilité d'une information invisible _ Superposition et effondrement de 0 et 1
Technologie de manipulation des qubits : portes quantiques – matrices unitaires et transformations linéaires
Les mathématiques de la porte d'Hadamard : les fondements de l'informatique quantique créés par un mathématicien français
Qu'est-ce qu'un produit tensoriel ? Il s'agit de décrire deux qubits comme un seul état.
Décloner l'information - Qubits et théorie de l'interdiction du clonage quantique

Quatrième rencontre – Mécanique quantique : du débat à l’expérimentation
Le débat quantique entre Einstein et Bohr : la mécanique quantique est-elle complète ?
Le paradoxe EPR : une question qui a ébranlé la mécanique quantique : intrication ou action de fantômes ?
Le défi de l'inégalité de Bell : intrication ou variables cachées ?
L'intrication quantique révélée par l'expérience - L'ère de l'information quantique dirigée par John Klauzer
L'information supraluminique est-elle possible ? _ L'expérience d'Aspe et le dépassement de l'inégalité de Bell.

Cinquième réunion : L'aube de l'ère de l'information quantique
Demander la vérité en langage quantique – Anton Zeilinger, concepteur du monde quantique
La téléportation est possible – téléportation quantique, échange d'intrication et communications futures
Commutateur d'intrication quantique, porte CNOT - bit de contrôle, bit cible et logique quantique
Comment l'intrication est apparue : la porte d'Hadamard et le principe de l'intrication quantique
Comment envoyer l'inenvoyable ? – Téléportation quantique créée par CNOT et l'intrication
L'évolution de la cryptographie : de la cryptographie antique à la cryptographie quantique : un parcours de 2 500 ans au service de la sécurité de l'information
Mots de passe vulnérables, capteurs détectables : sécurité quantique et systèmes de détection ultra-précis

Sixième réunion : Algorithmes quantiques et ordinateurs quantiques
La naissance des algorithmes quantiques : la théorie et les expériences de Deutsch-Yoza qui ont changé la structure de la réalité
Les deux ailes de la mécanique quantique : principes de fonctionnement et influence des algorithmes de Shor et de Grover
L'algorithme de Deutsch : un nouveau monde de calcul avec les machines oracles et les fonctions booléennes
Ordinateurs quantiques : repousser les limites du calcul – De Sycamore à IBM Eagle

En plus de la réunion
La description quantique de la réalité physique peut-elle être considérée comme complète ? (Version anglaise de l'article d'Einstein-Podolsky-Rosen de 1935)
Sur le paradoxe d'Einstein-Podolsky-Rosen_1964 Bell Paper (version anglaise)
Réalisation expérimentale de l'expérience de pensée d'Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm : une nouvelle violation des inégalités de Bell – Document du groupe Aspect, 1982, version anglaise
Téléportation quantique expérimentale_1997 Article du groupe Zeilinger Version anglaise
Nous avons conclu notre réunion par un excellent article.
Ouvrages et articles cités dans cet ouvrage
Lettres grecques utilisées dans les formules
Présentation des lauréats du prix Nobel de physique

Image détaillée
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Dans le livre
L'auteur présente sérieusement les algorithmes quantiques et les ordinateurs quantiques.
Nous décrivons une expérience qui révèle comment la téléportation quantique est liée à l'intrication quantique et ses applications potentielles dans les communications pratiques et les satellites.
--- p.13

Des expériences antérieures, telles que celles de Clauser et Friedman, n'ont pas permis d'exclure à la fois la « localité » et le « réalisme ».
Ce n'était pas logiquement parfait car les angles de mesure n'étaient pas prédéterminés et la distance entre les appareils n'était pas suffisante.
Mais lors de son expérience de 1997, Zeilinger a modifié au hasard les réglages de son équipement de mesure alors que les paires de photons intriqués passaient à proximité ! Et ce, en l'espace de quelques nanosecondes.
--- p.20

La cryptographie quantique, la communication quantique et les ordinateurs quantiques ne sont plus de simples possibilités théoriques ; ils commencent désormais à s'étendre au domaine du développement technologique.
Je pense que l'article de Zeilinger était comme le moment où la pomme de Newton est tombée.
Depuis, on ne dit plus « l'intrication quantique pourrait exister », mais « l'intrication existe et nous pouvons l'utiliser ».
--- p.22

Shannon a redéfini ce concept dans le contexte de « l'incertitude informationnelle ».
En thermodynamique, l'entropie mesure le degré de désordre d'un état. En théorie de l'information, elle sert à mesurer l'imprévisibilité d'un message.
--- p.97

Einstein a souligné l'incomplétude de la mécanique quantique, affirmant que cela ne pouvait se produire que s'il existait un phénomène parasite agissant à distance entre les deux.
Les scientifiques appellent ces phénomènes, évoqués par Einstein, des variables cachées.
--- p.147

Les ordinateurs classiques calculent à l'aide de bits qui valent soit 0, soit 1, tandis que les ordinateurs quantiques calculent à l'aide de qubits.
Un qubit est un état de superposition où 0 et 1 peuvent exister simultanément.
Ainsi, dans les problèmes qui nécessitent de considérer plusieurs cas simultanément, les algorithmes quantiques peuvent être beaucoup plus rapides.
--- p.197

Avis de l'éditeur
★ Recommandé par la National Science Teachers Association ★ Un ouvrage incontournable pour ceux qui envisagent des études en sciences et en ingénierie
★ Un livre qui rassemble les articles originaux des lauréats du prix Nobel ★ Inclut la version originale anglaise des articles

Des bits aux qubits et à la physique

L'intelligence humaine, qui traite l'information, s'est étendue du langage aux nombres, et des formules à la physique.
Lorsque Shannon a établi la « théorie de l'information » au milieu du XXe siècle et a réduit tous les signaux du monde à des bits de 0 et de 1, il a dessiné un nouveau système de coordonnées pour la connaissance humaine.
Mais la mécanique quantique a de nouveau bouleversé le système.
Quantum Information explore de manière narrative ce point de basculement précis.
Les qubits, qui peuvent exister dans un état compris entre 0 et 1, et l'intrication, où les changements dans l'un affectent immédiatement l'autre même lorsqu'ils sont éloignés, ont fondamentalement bouleversé le concept existant d'information.
Ce livre présente le processus par lequel l'information est redéfinie dans le langage de la physique, en partant de la théorie de l'information de Shannon et en poursuivant avec les problèmes d'Einstein, de Podolsky et de Rosen, l'inégalité de Bell, l'expérience d'intrication d'Aspe et la téléportation quantique de Zeilinger.
Le passage des « bits aux qubits » est un événement philosophique qui change la façon même dont les humains perçoivent la réalité.

Des personnes qui ont dessiné le monde quantique avec les mathématiques

Tous les physiciens qui ont posé les fondements de l'information quantique ont tenté d'exprimer l'incertitude du monde en langage mathématique.
Après qu'Heisenberg eut proposé le principe d'incertitude et que Bohr eut expliqué la dualité des particules avec le concept de complémentarité, Bell a quantifié les contradictions de la théorie et a présenté un cadre clair pour la vérification expérimentale appelé « inégalité de Bell ».
« Quantum Information » ne se contente pas d'expliquer ces moments historiques ; elle inclut l'article EPR, le texte original de Bell, le rapport expérimental d'Aspe et l'article de Zeilinger sur la téléportation quantique.
Les lecteurs découvriront « comment la pensée scientifique mène à la vérification » en lisant directement les formules, les données et les schémas des dispositifs expérimentaux.
La superposition et l'intrication des qubits, les opérations de portes et le théorème de non-clonage sont des concepts nés à l'intersection de la logique mathématique et de la réalité physique.
« Quantum Information » démystifie ces concepts dans les conversations de tous les jours, brise le préjugé selon lequel « la mécanique quantique est difficile » et démontre la beauté de la structure logique de la physique.


Des scientifiques qui ont prouvé expérimentalement l'intrication

Einstein doutait de la réalité de l'intrication quantique, la qualifiant d'« action fantomatique à distance », mais ses doutes furent finalement dissipés expérimentalement.
Dans les années 1970 et 1980, Alain Aspe et John Clauser ont prouvé que l'intrication quantique existe réellement grâce à des expériences élaborées qui ont vérifié l'inégalité de Bell.
Par la suite, l'équipe de recherche de Zeilinger a utilisé l'intrication pour mettre en œuvre la téléportation quantique, qui « transfère » l'état d'une particule à une autre particule située à grande distance.
« Quantum Information » restitue fidèlement les formules et les procédures de cette expérience, permettant aux lecteurs de suivre étape par étape comment la téléportation quantique est possible.
L'intrication et la téléportation ne sont plus des symboles philosophiques, mais le fondement pratique des ordinateurs quantiques, de la cryptographie quantique et des communications quantiques.
Le prix Nobel de physique 2022 a été décerné à ces trois scientifiques — Klausser, Aspe et Zeilinger — pour leurs travaux, considérés comme une expérience cruciale ayant ouvert la porte à l'ère de l'information quantique.
« Quantum Information » reproduit le texte original tel quel, permettant aux lecteurs d'être témoins directs du moment qui a marqué un tournant dans l'histoire des sciences.

Un ouvrage de sciences humaines qui fait le lien entre raison et technologie

L'information quantique est un ouvrage qui comble le fossé entre technologie et philosophie, entre expérience et raison.
Le format unique de questions-réponses du professeur Jeong Wan-sang pique la curiosité des lecteurs, et grâce aux questions posées par le « groupe de physique », des concepts difficiles tels que l'intrication, la téléportation et les portes quantiques sont transformés en un langage familier.
Ce livre démontre que l'information quantique transforme la technologie, l'éthique et même la perception humaine de la société moderne.
Les ordinateurs quantiques changent le paradigme du calcul, la cryptographie quantique réinvente le concept de sécurité et la communication intriquée suggère qu'elle peut s'étendre aux confins de l'univers.
« L’information quantique » est un guide non seulement destiné aux jeunes et aux étudiants en sciences et en ingénierie, mais aussi à tous les lecteurs désireux de comprendre l’avenir de l’information et les fondements philosophiques de la science.
L'identité de la collection, « La science par la lecture directe d'articles », transparaît également dans ce volume.
La passion de l'auteur pour l'élargissement des horizons de la pensée par la science, associée à des commentaires bienveillants qui encouragent l'exploration sans crainte de concepts complexes, fait de ce livre un « manuel universel sur la pensée scientifique ».
Le Dr Park Moon-ho, expert en neurosciences, est intervenu sur la chaîne YouTube « Education Reporter TV » et a recommandé la collection « Apprendre les sciences avec les articles originaux des lauréats du prix Nobel » des éditions Seonglimwon Books, afin de développer les talents en sciences et en ingénierie. Il a précisé que cet ouvrage explique en détail les articles scientifiques primés par le prix Nobel de physique, les rendant ainsi accessibles même aux lycéens.
Il a fait l'éloge de la série, affirmant qu'elle méritait vraiment des applaudissements, et ajoutant qu'il espérait qu'elle rendrait les connaissances scientifiques facilement accessibles à tous et qu'elles se répandraient dans toute la Corée.
SPÉCIFICATIONS DES PRODUITS
- Date d'émission : 17 novembre 2025
Nombre de pages, poids, dimensions : 264 pages | 384 g | 152 × 210 × 15 mm
- ISBN13 : 9791124072028
- ISBN10 : 1124072020

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