
French: 
[Le goblet fait un bruit de bulles]
[La musique commence]
Mon nom est Anne Broadbent. Je suis professeure au Département de
mathématiques et de statistique à l'Université d'Ottawa. J'aimerais présenter
introduire mon équipe : Rabib Islam, Sébastien Lord, Supartha Podder et Daniel
Puzzuoli.
La mécanique quantique décrit la façon dont les particules se comportent au niveau atomique et
la physique démontre qu'à ce niveau, notre intuition se brise complètement.
Il y a des phénomènes quantiques qui sont très intéressants à étudier et à
observer et c'est cela que nous faisons dans notre groupe de recherche. Les ordinateurs conventionnels
sont utilisés dans notre vie quotidienne et l'unité d'information de base pour ces

English: 
[Beaker bubbles up]
[Start of music]
My name is Anne Broadbent. I'm a
professor in the Department of
Mathematics and Statistics at the
University of Ottawa. I would like to
introduce my team. Rabib Islam, Sébastien Lord, Supartha Podder and Daniel
Puzzuoli.
Quantum mechanics describes the way that
particles behave at the atomic level and
physics tells us that at that level or
intuition completely breaks down. That is
that there are quantum phenomena that
are really interesting to study and look
at and that's what we're doing in our
research group. Conventional computers
are used in our everyday lives and the
basic unit of information for these

French: 
ordinateurs est le bit. C'est un état discret : soit 0 ou 1. En revanche, dans les
ordinateurs quantiques, le niveau d'information de base s'appelle le qubit,
qui est un continuum d'états entre 0 et 1.
En effet, il est potentiellement dans les deux états en même temps, ce qui s'appelle
la superposition. Donc, ce que notre équipe de recherche fait est d'observer les phénomènes
quantiques afin de trouver des applications dans la communication
et le traitement de l'information. Une des caractéristiques géniales de la mécanique quantique
est qu'elle prédit le théorème d'impossibilité du clonage quantique. Selon ce
théorème, c'est impossible de faire deux copies parfaites d'un état quantique
inconnu. D'abord, ceci peut paraître inutile et ennuyant, car notre
intuition à propos des copies d'information ne tient pas. Par exemple,
ce serait impossible de faire une copie de sauvegarde d'information quantique. Mais où

English: 
computers is the bit. It's a discrete
state: it's either 0 or 1. In contrast to
this, in quantum computers the basic
level of information is called the qubit
and this is in a continuum of states
between 0 and 1.
Actually it's in both states potentially
at the same time. This is called a
superposition. So what our research team
is doing, we're looking at quantum
phenomena and trying to take advantage
of these for communication and
information processing tasks. One of the
really cool things of quantum mechanics
is that it predicts something called the
no-cloning theorem. According to this
theorem it's impossible to make two
perfect copies in general of an unknown
quantum state. At first this sounds
really useless and annoying because our
everyday intuition about copying
information doesn't hold. For instance, it
would not be possible to make a backup
copy of quantum information. But where

French: 
certains voient un défi, nous voyons une nouvelle opportunité. Nous essayons de profiter
de ce théorème et d'autres phénomènes quantiques pour bâtir des
cryptosystèmes plus sécurisés, ce qui permettrait une communication et le traitement d'information
plus sécurisés.
Les ordinateurs quantiques sont des ordinateurs qui traitent l'information au niveau quantique.
Ils sont connus pour donner accès à une puissance de calcul incroyable et pour
résoudre certains problèmes efficacement avec des méthodes quantiques. Ces solutions qui sont
plus efficaces ce qui est possible avec n'importe quel ordinateur conventionnel.
Un algorithme quantique connu est l'algorithme de factorisation, c-à-d
si on a un grand nombre, comment le décomposer dans ses facteurs premiers.
Les conséquences des algorithmes quantiques sont immenses, car
les mesures de sécurité utilisées aujourd'hui sur l'internet sont basées sur la présomption que la
factorisation des chiffres est trop difficile.

English: 
some people see a challenge we see a new
opportunity. So we're trying to take
advantage of the no-cloning theorem and
other quantum phenomena to have more
secure crypto systems which will allow
for more secure communication and more
secure information processing.
Quantum computers are computers that
process information at the quantum level.
They are known to give access to
incredible computational power and to
solve some problems efficiently by a
quantum methods and these solutions are
more efficient than any conventional
computer could ever hope to achieve. So
one of the quantum algorithms that is
known is the factoring algorithm; i.e.
given a large number how could we
decompose it into its prime factors.
The consequences of this quantum
algorithm are huge because most of
current security that we use over the
Internet is based on the assumption that
factoring numbers is difficult. So in the
advent of quantum computers and many

French: 
Dans l'avènement des ordinateurs quantiques, et certains experts pensent que ce n'est qu'une question de temps, nous
devrons complètement repenser notre infrastructure informatique pour la protéger contre des attaques
quantiques.
Donc, nous devons trouver en toute urgence une solution
aux questions de la sécurité informatique dans un contexte quantique.
Une des solutions existantes et déjà implantée est la distribution d'une clé
quantique. C'est une méthode permettant la distribution sécurisée de messages 
entre
participants sur un réseau en utilisant l'information quantique comme porteur d'information.
Ne vous méprenez pas, les mathématiques sont centrales. En effet, il y a
des résultats mathématiques importants qui sont utilisés dans l'analyse sécuritaire de ces techniques.
Par contre l'hypothèse sous-jacente ici serait une hypothèse physique, soit
l'exactitude de la mécanique quantique, contrairement à
la computation conventionnelle où l'hypothèse sous jacente est compututationnelle, soit la difficulté de factorisation.
Une autre question que notre équipe étudie est la délégation de

English: 
experts believe that it's just a matter
of time, we will have to completely
retool our information infrastructure in
order to be secure against these quantum
attacks.
Thus we urgently need to find a solution
to the information security question in
the presence of quantum computers. And one
solution, which already exists and
is already even implemented is quantum key
distribution. This is a method to
securely distribute messages among
parties on a network using quantum
information as the information carrier.
Don't get me wrong mathematics is very
much involved here. In fact, there are
some profound mathematical results that
are used in the security analysis of the
techniques. However, the underlying
assumption here would be a physical
assumption, the correctness of quantum
mechanics, versus in the case of
conventional computing a computational
assumption, the hardness of factoring.
Another question that our team is
looking at is the question of delegating

English: 
quantum computations. Here we imagine a
cloud quantum computing service that has
a quantum computer that is accessible
remotely and the question is: Could users
remotely access the service while
maintaining privacy of their data and of
their algorithms? We've come up with
many solutions including solutions to
verify the correctness of the
quantum computation. We're also looking
at problems of uncloneable encryption,
certified deletion, and many other
consequences of the no-cloning theorem. Given the steady progress in building
quantum computers we're hoping that our
research will contribute to more secure
digital society.

French: 
la computation quantique. Ici, on imagine un service informatique quantique en nuage qui a
un ordinateur quantique accessible à distance. La question est : Est-ce que les utilisateurs
pourront accéder à distance à ce service tout en préservant la confidentialité de leurs données et de
leurs algorithmes. Nous avons développé plusieurs solutions, dont des solutions
pour vérifier la validité des calculs quantiques. Nous étudions également
les enjeux liés chiffrage inclonable, la suppression certifiée et plusieurs autres
conséquences du théorème d'impossibilité du clonage quantique. Étant donné le progrès soutenu de la conception
des ordinateurs quantiques, nous espérons que notre recherche contribuera à une société numérique
plus sécurisée.
