Portail éducatif en informatique quantique

L’Institut quantique de l’Université de Sherbrooke vous propose un outil pédagogique unique : Les Énigmes quantiques. La série animée comprend une capsule d’introduction aux concepts clés de l’informatique quantique et des énigmes ludiques progressives.

En collaboration avec IBM SkillsBuild, nous vous offrons une série d’exercices introductifs. Pour ceux et celles qui désirent approfondir leur compréhension, Qiskit est une suite d’outils en programmation quantique à code source ouvert développée par IBM qui offre une série d'exercices avancés sur les énigmes.

Partez à la découverte du monde fascinant de la programmation quantique en compagnie d’Alice et ses amis Bob, Charlie, Dahlia et Ève. Vous voyagerez dans un univers peuplé de personnages qui vous mettront au défi. Du même coup, vous rencontrerez plusieurs concepts fondamentaux de l’informatique quantique.

Les Énigmes quantiques sont récipiendaires du prix Meilleure Illustration 2023 d’Applied Arts Canada.

Nous vous souhaitons un parcours d’apprentissage inspirant!

Intro 001 - Concepts clés en programmation quantique

Notions abordées

Qubit, sphère de Bloch, mesure, intrication et superposition

Portes quantiques : NOT, Z, Hadamard, Ry, CNOT, CH, CZ, Toffoli, SWAP

Exercices d'apprentissage

SkillsBuild vous offre une série d’exercices de niveau introductif pour chaque énigme. Vous pouvez vous inscrire gratuitement à SkillsBuild et accéder au module d’apprentissage pour cette énigme.

Énigme 001 - La porte du trésor

Niveau de difficulté = 1/5

Notions abordées

Intrication, superposition et parallélisme quantique

Portes quantiques : NOT, CNOT, SWAP, Hadamard

Exercices d'apprentissage

SkillsBuild vous offre une série d’exercices de niveau introductif pour chaque énigme. Vous pouvez vous inscrire gratuitement à SkillsBuild et accéder au module d’apprentissage pour cette énigme.

Énigme 002 - Les quatre chevelures

Niveau de difficulté = 2/5

Notions abordées

Intrication, superposition, parallélisme quantique, parité

Portes quantiques : CNOT, Hadamard

Exercices d'apprentissage

SkillsBuild vous offre une série d’exercices de niveau introductif pour chaque énigme. Vous pouvez vous inscrire gratuitement à SkillsBuild et accéder au module d’apprentissage pour cette énigme.

Énigme 003 - Le jeu d'échecs à quatre cases

Niveau de difficulté = 3/5

Notions abordées

Superposition, parité, contrôle par l’état 0

Portes quantiques : NOT, CNOT, Hadamard, Toffoli

Exercices d'apprentissage

SkillsBuild vous offre une série d’exercices de niveau introductif pour chaque énigme. Vous pouvez vous inscrire gratuitement à SkillsBuild et accéder au module d’apprentissage pour cette énigme.

Énigme 004 - Le problème de Monty Hall

Niveau de difficulté = 3/5

Notions abordées

Superposition, intrication entre 3 qubits, états quantiques à plusieurs qubits

Portes quantiques : NOT, CNOT, CH, Ry

Exercices d'apprentissage

SkillsBuild vous offre une série d’exercices de niveau introductif pour chaque énigme. Vous pouvez vous inscrire gratuitement à SkillsBuild et accéder au module d’apprentissage pour cette énigme.

Énigme 005 - Les dates d'anniversaire

Niveau de difficulté = 2/5

Notions abordées

Angle de rotation d’un qubit, distribution égale de probabilités pour un nombre autre qu’une puissance de 2

Portes quantiques : NOT, Hadamard, Ry, CNOT, CH, CRy

Exercices d'apprentissage

Un lien sera bientôt disponible pour accéder aux exercices introductifs SkillsBuild.

Énigme 006 - Le défi du train

Niveau de difficulté = 3/5

Notions abordées

Angle de rotation d’un qubit, encodage par amplitude

Portes quantiques : NOT, Hadamard, Toffoli, CH, CRy

Exercices d'apprentissage

Un lien sera bientôt disponible pour accéder aux exercices introductifs SkillsBuild.

Énigme 007 - Le jeu-questionnaire

Niveau de difficulté = 3/5

Notions abordées

Problème de coloration de graphe et algorithme d’optimisation par approximation quantique (QAOA)

Portes quantiques : Hadamard, Rx, Rzz

Exercices d'apprentissage

Un lien sera bientôt disponible pour accéder aux exercices introductifs SkillsBuild.

Énigme 008 - Les sports extrêmes

Niveau de difficulté = 3/5

Notions abordées

État GHZ, mesure selon différentes bases

Portes quantiques : NOT, Hadamard, Ry, Rz, CNOT, CH, CRy, CRz

Exercices d'apprentissage

Un lien sera bientôt disponible pour accéder aux exercices introductifs SkillsBuild.

Algorithme 001 - Deutsch – Les vandales de statues

Niveau de difficulté = 4/5

Notions abordées

Algorithme de Deutsch, retour de phase

Portes quantiques : NOT, CNOT, Hadamard

Exercices d'apprentissage

Un lien sera bientôt disponible pour accéder aux exercices introductifs SkillsBuild.

Algorithme 002 - Grover – La bibliothèque quantique

Niveau de difficulté = 4/5

Notions abordées

Algorithme de Grover, amplitude de probabilité, interférence

Portes quantiques : NOT, Hadamard, Z, CZ

Exercices d'apprentissage

Un lien sera bientôt disponible pour accéder aux exercices introductifs SkillsBuild.

Algorithme 003 - Grover – Le colis

Niveau de difficulté = 3/5

Notions abordées

Algorithme de Grover, retour de phase

Portes quantiques : NOT, Multi-contrôle X, Multi-contrôle Z, Hadamard

Exercices d'apprentissage

Un lien sera bientôt disponible pour accéder aux exercices introductifs SkillsBuild.

Danse à 2 qubits

Apprenez vos portes logiques quantiques en dansant avec ce tutoriel!

Avec ce jeu, vous simulez ce qui se passe dans un ordinateur quantique. En résumé, les ordinateurs quantiques stockent l’information dans les qubits, qui sont programmés à l’aide de portes logiques. On peut représenter un qubit en trois dimensions à l’aide de la sphère de Bloch, ce qui nous permet de reproduire les transformations subies par un qubit avec nos bras. Le jeu de la Danse à 2 qubits vous invite donc à faire de la programmation quantique en suivant l’algorithme de la chorégraphie.

Tutoriel

Jeu

Vidéoclip

Ressources

Explorez gratuitement la plateforme d'apprentissage SkillsBuild.

Consultez le Qiskit textbook.

Testez les circuits par vous-même sur la plateforme IBM Quantum.

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