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Quantum Cryptography : Protocols and Graphs
No full textJe souhaite réaliser un modèle théorique optimal pour les protocoles de partage de secret quantique basé sur l'utilisation des états graphes. Le paramètre représentatif d'un partage de secret à seuil est, entre autres la taille du plus grand ensemble de joueurs qui ne peut pas accéder au secret. Je souhaite donc trouver un famille de protocoles pour laquelle ce paramètre est le plus petit possible. J'étudie également les liens entre les protocoles de partage de secret quantique et des familles de courbes en géométrie algébrique.I want to realize an optimal theoretical model for quantum secret sharing protocols based on graph states. The main parameter of a threshold quantum secret sharing scheme is the size of the largest set of players that can not access the secret. Thus, my goal is to find a collection of protocols for which the value of this parameter is the smallest possible. I also study the links between quantum secret sharing protocols and families of curves in algebraic geometry
Quantum Polar Codes
No full textDans la théorie de l'information classique, les codes polaires sont la première construction explicite d'une famille de codes correcteurs d’erreurs qui atteignent la capacité de n'importe quel canal classique, discret sans mémoire. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux généralisations des codes polaires au cas des canaux quantiques. Nous commençons par passer en revue une construction de type Calderbank-Shor-Steane (CSS) des codes polaires pour les canaux quantiques opérant sur des systèmes de dimension 2 (qubits). Cette construction exploite le phénomène de polarisation classique à la fois en base de phase et en base d’amplitude. Nous proposons ensuite une approche différente, qui s’intéresse à un phénomène de polarisation quantique. Ainsi, le premier théorème important de cette thèse prouve une « polarisation purement quantique » des canaux quantiques opérant sur des systèmes de dimension supérieure ou égale à 2 (qudits). Ce phénomène de polarisation permet de synthétiser des canaux dits « virtuels », qui ont tendance à être soit complètement débruités, soit complètement bruités, en tant que canaux quantiques, et pas seulement en une base. Il utilise une opération dite de « combinaison » de deux canaux quantiques, définie par une opération à deux qudits, opérant sur les entrées des deux canaux, et choisie de manière aléatoire dans un ensemble fini d’opérations. Profitant de ce phénomène de polarisation, nous construisons un code quantique efficace assisté par enchevêtrement, où les canaux complètement bruités sont figés en prenant en entrée la moitié d'une paire EPR pré-partagée entre l'encodeur et le décodeur. Nous montrons que la construction proposée permet d’atteindre un taux de communication d’information quantique égal à la capacité symétrique du canal quantique pour communication assistée par enchevêtrement. De plus, en enchaînant plusieurs codes polaires quantiques, nous proposons un schéma de codage qui utilise les paires EPR pré-partagées comme catalyseur, de sorte que le taux d'enchevêtrement pré-partagé s'annule asymptotiquement.Par la suite, nous nous concentrons sur une importante famille de canaux quantiques appelés canaux de Pauli, opérant sur des qubits. Etant donné un canal Pauli, nous lui associons un canal classique à alphabet quaternaire, et nous montrons que le premier se polarise quantiquement si et seulement si ce dernier se polarise classiquement. Sur la base du canal classique associé, nous fournissons une preuve alternative de la polarisation quantique pour les canaux de Pauli. De manière plus importante, nous fournissons également un moyen efficace de décoder les canaux de Pauli, en décodant le code polaire sur le canal classique associé. Nous considérons également une polarisation multiniveau des canaux de Pauli, où la polarisation se produit à plusieurs niveaux, de sorte que les canaux virtuels synthétisés peuvent également être « semi-bruités », au lieu d'être complètement débruités ou complètement bruités. Cette construction n'utilise pas la randomisation de l'opération de combinaison de canaux. Nous montrons ensuite que les canaux semi-bruités peuvent être figés soit en base de phase, soit en base d’amplitude. Par conséquent, la polarisation à plusieurs niveaux peut être utilisée efficacement pour construire un schéma de codage quantique.Enfin, nous exposons nos travaux en cours sur les codes polaires quantiques CSS, dans le contexte du calcul quantique tolérant aux fautes. Nous fournissons des procédures tolérantes aux fautes pour la préparation d’états quantiques logiques et pour l'extraction du syndrome d'erreur. Ainsi, nous pouvons protéger un état logique pendant un temps arbitrairement long, dans la limite d’un bruit suffisamment faible. De plus, pour le traitement de l'information quantique, nous fournissons des procédures tolérantes aux fautes pour mettre en œuvre les portes logiques de Pauli, Hadamard et CNOT.In classical information theory, polar codes are the first explicit construction of a family of codes that provably achieve the channel capacity for any discrete memoryless classical channel. In this thesis, we investigate the generalizations of polar codes to the case of quantum channels with qudit-inputs, where the dimension of the qudit quantum system is greater than or equal to 2. We start by reviewing the Calderbank-Shor-Steane (CSS) quantum polar coding,which is proposed for quantum systems of dimension 2 (qubits). The CSS quantum polar codes utilize the fact that the recursive construction of polar codes using the quantum CNOT gate yields classical polarization in both the amplitude and phase bases. The first important theorem of this thesis proves a “purely quantum polarization” for qudit-input quantum channels, where synthesized virtual channels tend to be either completely noiseless or noisy as quantum channels, and not merely in a basis. The channel combining operation for purely quantum polarization is randomly chosen from a finite set of two-qudit unitaries.Taking advantage of this purely quantum polarization phenomenon, we constructan efficient quantum code, where the completely noisy channels are frozen by half of a preshared EPR pair between the encoder and decoder. Hence, our quantum polar code is entanglement assisted. Further, it achieves a quantum communication rate equal to half the symmetric mutual information, which is the symmetric channel capacity for the entanglement assisted quantum communication. Moreover, by chaining several quantum polar codes, we provide a coding scheme, which uses the preshared EPR pairs as catalyst, so that the rate of preshared entanglement vanishes asymptotically. Subsequently, we focus on an important family of quantum channels known as qubit Pauli channels. Given a Pauli channel, we associate to it a classical channel with a four symbol set as the input alphabet, and show that the former polarizes quantumly if and only if the latter polarizes classically. Based on the classical counterpart channel, we provide an alternative proof of quantum polarization for the Pauli channel. More importantly,we also provide an efficient way to decode Pauli errors by decoding the polar codeon the classical counterpart channel. We also consider a multilevel polarization for Pauli channels, where polarization happens in multi-levels, such that the synthesized virtual channels can also be “half-noisy” instead of being completely noiseless or noisy. This construction does not use randomization of the channel combining operation. Further, we show that half-noisy channels can be frozen in either the amplitude or the phase basis. Hence, multilevel polarization can be effectively used to construct a quantum polar coding scheme.Finally, we report on our ongoing work on CSS quantum polar codes in the context of fault tolerant quantum computing. We provide fault tolerant procedures for preparing logical encoded quantum states and for error syndrome extraction. Hence, we can protect the encoded logical states for an arbitrarily long time in the low noise limit. Further, for quantum information processing, we provide fault tolerant procedures to implement the logical Pauli, the Hadamard, and the CNOT gates. Therefore, the only thing missing to have universal fault tolerant quantum computing with polar codes is a fault tolerant procedure for the implementation of the T gate
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Get PDFThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Get PDF“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Get PDFWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Get PDFWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
Multipartite causal relations in quantum theory
No full textCes dernières années, une grande attention a été portée à l'étude des relations causales en théorie quantique. Plus particulièrement, il a été montré qu'il est possible de concevoir des scénarios dans lesquelles des parties réalisent des opérations qui sont compatibles avec la théorie quantique, mais qui ne peuvent pas être intégrées dans une structure causale globale. De tels ordres causaux indéfinis sont intéressants d'un point de vue fondamental, mais aussi sous l'angle de l'informatique quantique, étant donné qu'ils sortent du paradigme habituel des circuits quantiques, dans lequel on présuppose un ordre causal bien défini. L'objectif principal de cette thèse est d'étudier des relations causales indéfinies dans des scénarios comportant plus de deux parties. Comparées au cas bipartite, les situations multipartites font apparaître des aspects et problèmes nouveaux qui nécessitent d’être clarifiés afin de comprendre fondamentalement les structures causales quantiques indéfinies, et de mettre en évidence leurs implications et leur utilité potentielle pour l’informatique quantique.Une approche particulière pour étudier des relations causales quantiques est le formalisme des matrices de processus. Dans ce formalisme, le concept de la non-séparabilité causale a été introduit afin de qualifier des scénarios qui ne sont pas compatibles avec un ordre causal. Dans le chapitre 2, nous étudions comment généraliser ce concept au cas multipartite, comment caractériser des processus multipartites causalement (non)-séparables, et comment certifier la non-séparabilité causale multipartite. Un autre sujet important est de déterminer quels scénarios quantiques avec un ordre causal indéfini sont physiquement réalisables, et comment ils peuvent être réalisés concrètement. Dans le chapitre 3, nous introduisons deux nouvelles classes de processus quantiques multipartites qui sont réalisables en pratique et nous caractérisons les matrices de processus correspondantes. En particulier, nous définissons la classe des circuits quantiques avec un ordre causal contrôlé de manière quantique. L'exemple le plus simple d'un tel circuit est le quantum switch : un protocole dans lequel l'ordre entre deux opérations est contrôlé par un qubit dans un état de superposition, et qui définit un processus causalement non-séparable. La classe que nous introduisons contient des exemples plus généraux de processus causalement non-séparables avec de nouvelles propriétés. Nous montrons ensuite comment la caractérisation des processus de cette classe nous permet d'étudier de nouvelles applications de la non-séparabilité causale. Dans le chapitre 4, nous étudions un effet particulier de communication quantique dans un scénario avec un contrôle cohérent entre deux canaux quantiques. Ceci nous conduit à une analyse plus générale de la notion de canal quantique contrôlé de façon cohérente, qui implique certaines subtilités. Dans le chapitre 5, nous abordons un autre problème inhérent aux scénarios multipartites, qui est de savoir si un phénomène donné est véritablement multipartite (>) ou non. Plus particulièrement, nous étudions des corrélations (non)-causales >. Dans le chapitre 6, nous mettons en évidence que des valeurs faibles anormales sont possibles sans post-sélection. Enfin, dans le chapitre 7, nous montrons qu'une certaine classe de matrices de processus tripartites, à savoir celles qui sont unitairement extensibles, ont une réalisation sur des sous-systèmes dits temporellement délocalisés, c'est-à-dire des sous-systèmes quantiques qui ne sont pas associés à un temps bien défini. Cette classe est plus grande que la classe des circuits quantiques avec un ordre causal contrôlé de manière quantique. Un point intéressant est qu'elle contient des processus qui violent des inégalités causales.In recent years, the investigation of causal relations in quantum theory has attracted a lot of interest. In particular, it has been found that it is possible to conceive of scenarios where some parties perform operations that are compatible with quantum theory locally, but that cannot be embedded into a global background causal structure. Such indefinite causal structures are of interest from a fundamental point of view, but also from the perspective of quantum information processing, since they do not fit into the usual paradigm of quantum circuits, which assumes a definite causal order. The main aim of this thesis is to study indefinite quantum causal relations involving more than two parties. Compared to the bipartite case, there are many new aspects and complications that arise in multipartite situations, which need to be clarified in order to fundamentally understand quantum causal structures, and to shed light on their implications and potential usefulness for quantum information processing.A suitable mathematical framework for the investigation of quantum causal relations is the process matrix formalism. In this framework, the notion of causal nonseparability was introduced in order to qualify scenarios that are incompatible with a definite causal order. In Chapter 2, we study how to generalise this concept to the multipartite case, how to characterise multipartite causally (non)separable quantum processes, and how to certify multipartite causal nonseparability. Another important topic is to determine which quantum scenarios with indefinite causal order are physically implementable, and how they can be realised concretely. In Chapter 3, we introduce two new classes of physically realisable multipartite quantum processes, and characterise them in terms of their process matrix descriptions. In particular, we define the class of quantum circuits with quantum control of causal order. The simplest example of such a circuit is the quantum switch, a protocol in which the order between two operations is controlled by a qubit in a superposition state, and which defines a causally nonseparable process. The class we introduce also contains more general examples of causally nonseparable processes with new features. We then show how the process matrix characterisation of this class allows us to search for new quantum information processing applications of causal nonseparability. In Chapter 4, we investigate a particular quantum communication effect in a scenario involving coherent control between two quantum channels. This leads us to a more general analysis of the notion of a coherently controlled channel, which involves certain subtilities. In Chapter 5, we turn to another problem that arises in multipartite scenarios, namely whether a given phenomenon is genuinely multipartite or not. More particularly, we study genuinely multipartite (non)causal correlations. In Chapter 6, we show that anomalous weak values are possible without post-selection. In Chapter 7, we show that certain tripartite process matrices, namely those that are unitarily extensible, have a realisation on so-called time-delocalised subsystems, i.e., quantum subsystems that are not associated with a definite time. The class of unitarily extensible tripartite process matrices is larger than the class of quantum circuits with quantum control, and in particular contains processes that violate so-called causal inequalities
koamabayili/VECTRON-author-checklist: VECTRON author checklist
No full textWe have done our best to complete the author checklist relating to the use of animals in the hut study. Note that the objective for the hut study was to evaluate the IRS treatment applications for residual efficacy against Anopheles mosquitoes, including the local An. coluzzii mosquito population. Cows were only used to attract mosquitoes into the huts and no tests were carried out directly on the cows. The author checklist is intended for use with studies where experiments are carried out on animals, which is why we have had such difficulty in completing this for the hut study, as many of the questions do not relate to how the cows were used
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