Grandes
découvertes

Élément graphique

Le système de preuves à divulgation nulle de connaissance pour QMA


Anne Broadbent

Département de mathématiques et de statistique

Supposons que vous connaissiez la solution d’un problème complexe et que vous vouliez démontrer la validité de votre solution à votre professeur sans lui divulguer la façon dont vous êtes parvenu à cette solution.

La professeure Anne Broadbent et ses collaborateurs ont démontré que cette stratégie contre-intuitive appelée « preuve à divulgation nulle de connaissance » pouvait même résoudre des problèmes complexes de nature quantique.  

La professeure Anne Broadbent, vêtue d'une chemise rayée bleue, est assise dans un bureau et porte des gants blancs pour tenir entre ses doigts une clé historique.

Cette découverte surprenante, qui s’inscrit dans le prolongement des travaux de la professeure Broadbent sur la cryptographie quantique, pourrait s’avérer utile dans les protocoles de chiffrement, par exemple pour les votes électroniques ou les enchères en ligne.

Les résultats des travaux de la professeure Broadbent ont été publiés dans les actes de l’Annual Symposium on Foundations of Computer Science en 2016. Ce symposium fait partie des plus prestigieux dans le domaine de la théorie des sciences informatiques.


Le clonage quantique à haute définition appliqué au piratage quantique


Ebrahim Karimi, Robert Boyd, le stagiaire postdoctoral Robert Fickler et le doctorant Frédéric Bouchard

Département de physique
La mécanique quantique, soit l’ensemble des lois de la nature régissant le comportement des objets microscopiques comme les atomes, compte parmi les théories scientifiques les plus contre-intuitives.
La mécanique quantique tient une de ses caractéristiques les plus particulières de la différence fondamentale entre l’information quantique et l’information classique. Dans la vie de tous les jours, l’information peut être reproduite à la perfection, par exemple, sur un ordinateur avec la fonction copier-coller, ou encore sur papier, avec une imprimante ou une photocopieuse. Mais tel n’est pas le cas dans le monde quantique. Selon le théorème du non-clonage quantique, la qualité des reproductions est limitée et dépend de la complexité de l’original. De fait, les tentatives de clonage de l’information quantique se soldent par des répliques imparfaites.
De gauche à droite, Dr. Robert Boyd, Dr. Ebrahim Karimi, le doctorant Frédéric Bouchard et Dr. Robert Fickler portant tous des chemises blanches, sont accoudés sur une table métallique. Des sources de photons, des détecteurs, des modulateurs, des miroirs et des fibres optiques sont disposés sur la table.

Dans leurs laboratoires, les professeurs Ebrahim Karimi et Robert Boyd ont construit, avec le stagiaire postdoctoral Robert Fickler et le doctorant Frédéric Bouchard, la première machine à clonage pour des systèmes quantiques complexes ou photons (états quantiques de la lumière) structurés. Cette machine à clonage quantique était utilisée pour étudier les conséquences d’une attaque quantique dans un canal de communication sécurisé. Leurs recherches ont démontré que la sécurité du chiffrement quantique augmentait proportionnellement à la quantité d’informations stockée dans un photon simple.


De vieilles roches révèlent un nouveau pan de l’histoire sur les plus anciennes traces de vie sur Terre


Jonathan O’Neil

Département des sciences de la Terre et de l’environnement
Le professeur Jonathan O’Neil et une équipe internationale de scientifiques ont découvert ce qu’on pense être les plus vieilles traces de vie sur Terre.
Cette découverte a été faite dans des substrats anodins se trouvant juste sous nos pieds, soit les roches appelées « formations de fer » se trouvant dans la zone de ceinture de roches vertes Nuvvuagittuq, dans le nord du Québec. Grâce à cette découverte, les mystères planant sur les origines de la Terre pourront désormais être élucidés.
Le professeur Jonathan O'Neil dans son laboratoire, porte un sarrau blanc au logo d'uOttawa, et tient dans sa main une roche qui contient les premiers signes de la vie sur terre.
Selon le professeur O’Neil, le caractère inhospitalier de l’environnement terrestre primitif a été élevé au rang de théorie par les scientifiques. Or, les résultats des recherches actuelles semblent nous mener sur une autre piste. Ces roches de 4,3 milliards d’années nous permettraient de déterminer à quel moment la vie a commencé à émerger sur Terre, voire de soulever de nouvelles questions sur l’existence de formes de vie sur d’autres planètes. Selon le chercheur, Mars et la Terre étaient « probablement très similaires » il y a 4,3 milliards d’années. Alors, qui sait, peut-être y avait-il aussi de la vie sur Mars à cette époque!

La spectroscopie des molécules simples peut faire partie intégrante des recherches en chimie organique pour la découverte de nouveaux médicaments


Juan Tito Scaiano et l’associée de recherche Anabel Lanterna

Département de chimie et sciences biomoléculaires
La spectroscopie des molécules simples est une technique utilisée pour détecter une molécule simple en suivant les radiations électromagnétiques émises lors de l’interaction avec la lumière.
Le professeur Juan (Tito) Scaiano et l’associée de recherche Anabel Lanterna ont montré que cette technique avait évolué au point de pouvoir être utilisée pour orienter l’étude de la synthèse organique et la découverte de nouveaux médicaments.
Un homme vêtu de noir, le Professeur Tito Scaiano, et une jeune femme portant un foulard, son associée de recherche Dr. Anabel Lanterna, posent dans un laboratoire de recherche. Des circuits électriques sont disposés sur la table devant eux.

Les chercheurs ont développé des techniques de manipulation de molécules simples pour provoquer dans ces dernières les changements chimiques désirés. Lors de leurs expériences, les chercheurs ont utilisé la « chimie click » ou les « réactions click », soit des séries de réactions à haut rendement. Ils ont ainsi constaté que les connaissances acquises grâce à la spectroscopie de fluorescence des molécules simples permettaient d’améliorer la réaction entre les alcynes et les azides.

Le Dr. Scaiano espère que ces travaux se solderont par des avancées dans le domaine de la synthèse organique et par la découverte de nouveaux médicaments grâce à une connaissance approfondie des réactions des molécules qui permettra, au final, le développement de technologies à grande échelle.


Comment sommes-nous devenus des êtres à cinq doigts et à cinq orteils?


Marie-Andrée Akimenko et le doctorant Robert Lalonde

Département de biologie
La polydactylie, terme médical désignant la présence de doigts supplémentaires, est une condition similaire à la morphologie des espèces animales anciennes et disparues. Nos premiers ancêtres terrestres, connus sous le nom de tétrapodes, ou « êtres à quatre membres », avaient des membres polydactyles résultant de l’évolution des nageoires de poissons lors de la transition de la vie aquatique à la vie terrestre.
La professeure Marie-Andrée Akimenko

Le doctorant Yacine Kherdjemil et la professeure Marie Kmita, collaborateurs de Montréal, ont trouvé une petite séquence d’ADN appelée «intensificateur » dans le génome de la souris, qui module l’activité du gène Hoxa11 impliqué dans le développement des membres de cet animal. À la perturbation de l’activité normale du Hoxa11, la souris a développé des membres polydactyles, ce qui laisse supposer que l’intensificateur joue un certain rôle dans l’évolution des membres de cinq doigts et cinq orteils. Ici à l’Université d’Ottawa, le doctorant Robert Lalonde et la professeure Marie-Andrée Akimenko ont cherché cette séquence d’ intensificateur dans le génome du poisson-zèbre. L’absence de preuves de l’existence de cette séquence donne à penser que cet intensificateur est apparu pendant la transition de la nageoire au membre. Les chercheurs ont aussi découvert que l’activité du gène Hoxa11 dans le poisson-zèbre différait substantiellement de l’activité observée chez la souris, ce qui apporte des preuves supplémentaires que cette innovation génétique serait apparue en premier chez les tétrapodes. Mettre à jour les mécanismes du développement des membres est crucial pour comprendre les causes de malformations congénitales des membres.

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Université d'Ottawa - Faculté des sciences
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