par Brandeho, Mathieu 
Président du jury Cerf, Nicolas
Promoteur Roland, Jérémie
Publication Non publié, 2018-09-28
Président du jury Cerf, Nicolas
Promoteur Roland, Jérémie
Publication Non publié, 2018-09-28
Thèse de doctorat
| Résumé : | Cette thèse rassemble trois travaux sur la complexité d'information et sur la complexité en requête quantique. Ces domaines d'études ont pour points communs les outils mathématiques pour étudier ces complexités, c'est-à-dire les problèmes d'optimisation.Les deux premiers travaux concernent le domaine de la complexité en requête quantique, en généralisant l'important résultat suivant: dans l'article cite{LMRSS11}, leurs auteurs parviennent à caractériser la complexité en requête quantique, à l'aide de la méthode par adversaire, un programme semi-définie positif introduit par A. Ambainis dans cite{Ambainis2000}. Cependant, cette caractérisation est restreinte aux modèles à temps discret, avec une erreur bornée. Ainsi, le premier travail consiste à généraliser leur résultat aux modèles à temps continu, tandis que le second travail est une démarche, non aboutie, pour caractériser la complexité en requête quantique dans le cas exact et pour erreur non bornée.Dans ce premier travail, pour caractériser la complexité en requête quantique aux modèles à temps discret, nous adaptons la démonstration des modèles à temps discret, en construisant un algorithme en requête adiabatique universel. Le principe de cet algorithme repose sur le théorème adiabatique cite{Born1928}, ainsi qu'une solution optimale du dual de la méthode par adversaire. À noter que l'analyse du temps d'exécution de notre algorithme adiabatique est basée sur preuve qui ne nécessite pas d'écart dans le spectre de l'Hamiltonien.Dans le second travail, on souhaite caractériser la complexité en requête quantique pour une erreur non bornée ou nulle. Pour cela on reprend et améliore la méthode par adversaire, avec une approche de la mécanique lagrangienne, dans laquelle on construit un Lagrangien indiquant le nombre de requêtes nécessaires pour se déplacer dans l'espace des phases, ainsi on peut définir l'``action en requête''. Or ce lagrangien s'exprime sous la forme d'un programme semi-defini, son étude classique via les équations d'Euler-Lagrange nécessite l'utilisation du théorème de l'enveloppe, un puissant outils d'économathématiques. Le dernier travail, plus éloigné, concerne la complexité en information (et par extension la complexité en communication) pour simuler des corrélations non-locales. Ou plus précisement la quantitié d'information (selon Shannon) que doive s'échanger deux parties pour obtenir ses corrélations. Dans ce but, nous définissons une nouvelle complexité, denommée la zero information complexity IC_0, via le modèle sans communication. Cette complexité a l'avantage de s'exprimer sous la forme d'une optimization convexe. Pour les corrélations CHSH, on résout le problème d'optimisation pour le cas à une seule direction où nous retrouvons un résultat connu. Pour le scénario à deux directions, on met numériquement en évidence la validité de cette borne, et on résout une forme relaxée de IC_0 qui est un nouveau résultat. |
