Le siècle passé a vu l'émergence du concept d'information et lui a donné une place capitale dans notre société actuelle. La théorie de l'information, développée par Shannon à la fin des années 40, a permis de comprendre ce concept d'un point de vue mathématique et de concevoir les nombreuses applications que nous connaissons aujourd'hui comme les ordinateurs, Internet, etc.

Toutes ces réalisations ont en commun la nature physique du support de l'information, de sorte que les propriétés physiques de la matière constituant ce support sont en fait indissociables du traitement possible de l'information. Une conséquence majeure est qu'un système d'information exploitant des porteurs microscopiques d'information présentera des propriétés radicalement différentes de celles d'un système classique. On sait en effet depuis que le domaine de l'information quantique est né, il y a environ 10 ans, qu'il est possible d'exploiter les lois de la physique quantique, décrivant la nature du monde microscopique, afin de traiter l'information au-delà de tout ce que permet la physique classique - et donc l'informatique classique. Citons notamment la conception d'algorithmes quantiques extraordinairement plus rapides que leurs homologues classiques et menant au concept d'ordinateurs quantiques, ou encore la cryptographie quantique qui assure une confidentialité infaillible en vertu du principe d'incertitude de Heisenberg.

Ce cours-conférence a pour ambition d'introduire à un large public cette discipline récente, à la frontière de la physique, de l'informatique et des mathématiques. Les résultats principaux et les concepts fondamentaux seront abordés du triple point de vue de la physique théorique (leçon de Nicolas Cerf), de la physique expérimentale (leçon de Philippe Grangier) et de l'informatique (leçon de Frédéric Magniez).