Interactive quantum information theory

La théorie de l'information quantique s'est développée à une vitesse fulgurante au cours des vingt dernières années, avec des analogues et extensions des théorèmes de codage de source et de codage sur canal bruité pour la communication unidirectionnelle. Pour la communication interactive, un analogue quantique de la complexité de la communication a été développé, pour lequel les protocoles quantiques peuvent performer exponentiellement mieux que les meilleurs protocoles classiques pour certaines tâches classiques. Cependant, l'information quantique est beaucoup plus sensible au bruit que l'information classique. Il est donc impératif d'utiliser les ressources quantiques à leur plein potentiel. Dans cette thèse, nous étudions les protocoles quantiques interactifs du point de vue de la théorie de l'information et étudions les analogues du codage de source et du codage sur canal bruité. Le cadre considéré est celui de la complexité de la communication: Alice et Bob veulent faire un calcul quantique biparti tout en minimisant la quantité de communication échangée, sans égard au coût des calculs locaux. Nos résultats sont séparés en trois chapitres distincts, qui sont organisés de sorte à ce que chacun puisse être lu indépendamment. Étant donné le rôle central qu'elle occupe dans le contexte de la compression interactive, un chapitre est dédié à l'étude de la tâche de la redistribution d'état quantique. Nous prouvons des bornes inférieures sur les coûts de communication nécessaires dans un contexte interactif. Nous prouvons également des bornes atteignables avec un seul message, dans un contexte d'usage unique. Dans un chapitre subséquent, nous définissons une nouvelle notion de complexité de l'information quantique. Celle-ci caractérise la quantité d'information, plutôt que de communication, qu'Alice et Bob doivent échanger pour calculer une tâche bipartie. Nous prouvons beaucoup de propriétés structurelles pour cette quantité, et nous lui donnons une interprétation opérationnelle en tant que complexité de la communication quantique amortie. Dans le cas particulier d'entrées classiques, nous donnons une autre caractérisation permettant de quantifier le coût encouru par un protocole quantique qui oublie de l'information classique. Deux applications sont présentées: le premier résultat général de somme directe pour la complexité de la communication quantique à plus d'une ronde, ainsi qu'une borne optimale, à un terme polylogarithmique près, pour la complexité de la communication quantique avec un nombre de rondes limité pour la fonction « ensembles disjoints ». Dans un chapitre final, nous initions l'étude de la capacité interactive quantique pour les canaux bruités. Étant donné que les techniques pour distribuer de l'intrication sont bien étudiées, nous nous concentrons sur un modèle avec intrication préalable parfaite et communication classique bruitée. Nous démontrons que dans le cadre plus ardu des erreurs adversarielles, nous pouvons tolérer un taux d'erreur maximal de une demie moins epsilon, avec epsilon plus grand que zéro arbitrairement petit, et ce avec un taux de communication positif. Il s'ensuit que les canaux avec bruit aléatoire ayant une capacité positive pour la transmission unidirectionnelle ont une capacité positive pour la communication interactive quantique. Nous concluons avec une discussion de nos résultats et des directions futures pour ce programme de recherche sur une théorie de l'information quantique interactive.

Quantum nonlocality, cryptography and complexity

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Pedagogical Appropriation of Information and Communication Technologies (ICT) by West African Educators = Appropriation pédagogique des technologies de l’information et de la communication (TIC) par les éducateurs ouest-africains

Œuvre dédiée à Alioune Camara; merci au Prof. Denis Dougnon de l’Université de Bamako pour le parrainage

The decoupling approach to quantum information theory

La théorie de l'information quantique étudie les limites fondamentales qu'imposent les lois de la physique sur les tâches de traitement de données comme la compression et la transmission de données sur un canal bruité. Cette thèse présente des techniques générales permettant de résoudre plusieurs problèmes fondamentaux de la théorie de l'information quantique dans un seul et même cadre. Le théorème central de cette thèse énonce l'existence d'un protocole permettant de transmettre des données quantiques que le receveur connaît déjà partiellement à l'aide d'une seule utilisation d'un canal quantique bruité. Ce théorème a de plus comme corollaires immédiats plusieurs théorèmes centraux de la théorie de l'information quantique. Les chapitres suivants utilisent ce théorème pour prouver l'existence de nouveaux protocoles pour deux autres types de canaux quantiques, soit les canaux de diffusion quantiques et les canaux quantiques avec information supplémentaire fournie au transmetteur. Ces protocoles traitent aussi de la transmission de données quantiques partiellement connues du receveur à l'aide d'une seule utilisation du canal, et ont comme corollaires des versions asymptotiques avec et sans intrication auxiliaire. Les versions asymptotiques avec intrication auxiliaire peuvent, dans les deux cas, être considérées comme des versions quantiques des meilleurs théorèmes de codage connus pour les versions classiques de ces problèmes. Le dernier chapitre traite d'un phénomène purement quantique appelé verrouillage: il est possible d'encoder un message classique dans un état quantique de sorte qu'en lui enlevant un sous-système de taille logarithmique par rapport à sa taille totale, on puisse s'assurer qu'aucune mesure ne puisse avoir de corrélation significative avec le message. Le message se trouve donc «verrouillé» par une clé de taille logarithmique. Cette thèse présente le premier protocole de verrouillage dont le critère de succès est que la distance trace entre la distribution jointe du message et du résultat de la mesure et le produit de leur marginales soit suffisamment petite.

Information Sharing and the Stability of Cooperation in Research Joint Ventures.

The model studies information sharing and the stability of cooperation in cost reducing Research Joint Ventures (RJVs). In a four-stage game-theoretic framework, firms decide on participation in a RJV, information sharing, R&D expenditures, and output. An important feature of the model is that voluntary information sharing between cooperating firms increases information leakage from the RJV to outsiders. It is found that it is the spillover from the RJV to outsiders which determines the decision of insiders whether to share information, while it is the spillover affecting all firms which determines the level of information sharing within the RJV. RJVs representing a larger portion of firms in the industry are more likely to share information. It is also found that when sharing information is costless, firms never choose intermediate levels of information sharing : they share all the information or none at all. The size of the RJV is found to depend on three effects : a coordination effect, an information sharing effect, and a competition effect. Depending on the relative magnitudes of these effects, the size of the RJV may increase or decrease with spillovers. The effect of information sharing on the profitability of firms as well as on welfare is studied.

Computation and Analysis of Multiple Structural-Change Models

In a recent paper, Bai and Perron (1998) considered theoretical issues related to the limiting distribution of estimators and test statistics in the linear model with multiple structural changes. In this companion paper, we consider practical issues for the empirical applications of the procedures. We first address the problem of estimation of the break dates and present an efficient algorithm to obtain global minimizers of the sum of squared residuals. This algorithm is based on the principle of dynamic programming and requires at most least-squares operations of order O(T 2) for any number of breaks. Our method can be applied to both pure and partial structural-change models. Secondly, we consider the problem of forming confidence intervals for the break dates under various hypotheses about the structure of the data and the errors across segments. Third, we address the issue of testing for structural changes under very general conditions on the data and the errors. Fourth, we address the issue of estimating the number of breaks. We present simulation results pertaining to the behavior of the estimators and tests in finite samples. Finally, a few empirical applications are presented to illustrate the usefulness of the procedures. All methods discussed are implemented in a GAUSS program available upon request for non-profit academic use.

Les personnes âgées face au défi d'utilisation des nouvelles technologies : étude de l’utilisabilité des interfaces de téléphones portables

L’évolution technologique et l'accroissement de la population vieillissante sont deux tendances majeures de la dernière décennie. Durant cette période, la prolifération ubiquitaire de la téléphonie mobile a changé les habitudes de communication des gens. Le changement constant des appareils téléphoniques portatifs, l'augmentation des fonctions, la diversité iconographique, la variété des interfaces et la complexité de navigation exigent aujourd’hui non seulement plus de temps d'adaptation et d’apprentissage, mais représentent aussi un effort cognitif important. Les technologies d'information et de communication (TIC) sont devenues des outils incontournables de la vie moderne. Pour les personnes âgées, cet univers en perpétuelle mutation avec ces nouveaux appareils représente un obstacle à l’accès à l’information et contribue ainsi au gap générationnel. Le manque de référence et de soutien et les déficiences physiques ou cognitives, que certaines personnes développent en vieillissant, rendent l'usage de ce type d’objet souvent impossible. Pourtant, les produits intelligents plus accessibles, tant au niveau physique que cognitif sont une réelle nécessité au sein de notre société moderne permettant aux personnes âgées de vivre de manière plus autonome et « connectée ». Cette recherche a pour but d'exposer les défis d'usage des téléphones portables existants et d'identifier en particulier les problèmes d’usage que les personnes âgées manifestent. L’étude vise la tranche de population qui est peu habituée aux technologies de communications qui ne ciblent le plus souvent que les plus jeunes et les professionnels. C’est en regardant les habitudes d’usage, que la recherche qualitative nous permettra d’établir un profil des personnes âgées par rapport au TIC et de mieux comprendre les défis liés à la perception, compréhension et l’usage des interfaces de téléphones portables.

Impact différencié des avantages sociaux novateurs et des avantages sociaux traditionnels sur l'intention de rester des travailleurs via l'effet médiateur de l'engagement organisationnel

Ce mémoire a pour objectif de comprendre l’impact des avantages sociaux novateurs et des avantages sociaux traditionnels sur l’intention de rester des travailleurs via l’effet médiateur de l’engagement organisationnel. Pour étudier cette question, nous avons émis trois hypothèses basées sur notre revue de littérature ainsi que sur les théories de l’échange social de Blau (1964) et de la dépendance à l’égard des ressources de Balkin et Bannister (1993). La première hypothèse stipule que les avantages sociaux novateurs ont un impact positif et indirect sur l’intention de rester via l’engagement organisationnel. La deuxième hypothèse indique que les avantages sociaux traditionnels ont un impact positif et indirect sur l’intention de rester via l’engagement organisationnel. La dernière hypothèse suggère que les avantages sociaux novateurs ont un impact plus important sur l’intention de rester que les avantages sociaux traditionnels via l’engagement organisationnel. Les données utilisées, de nature longitudinale, proviennent d’une enquête plus large portant sur « les liens entre la rémunération, la formation et le développement de compétences avec l’attraction et la rétention des employés clés ». L’échantillon est composé de 235 nouveaux travailleurs embauchés entre le 1er avril 2009 et le 30 septembre 2010 d’une entreprise multinationale du secteur des technologies de l’information et des communications (TIC) localisée à Montréal. Nos résultats confirment nos deux premières hypothèses. En effet, nos résultats indiquent que les avantages sociaux traditionnels et les avantages sociaux novateurs ont un impact positif sur l’intention de rester des travailleurs via l’effet médiateur de l’engagement organisationnel. Nos résultats indiquent également que les avantages sociaux traditionnels ont un impact plus significatif que les avantages sociaux novateurs sur l’intention de rester via l’effet médiateur de l’engagement organisationnel. Le soutien organisationnel perçu et le travail sous supervision ont également un impact important sur l’intention de rester des travailleurs. Finalement, nous indiquons en conclusion les implications pratiques de ce mémoire pour les gestionnaires du secteur des TIC en matière de fidélisation des travailleurs. Nous présentons également les limites de notre étude et des pistes de recherches futures.

Responsabilité sociale et gouvernance d’entreprise : études de cas de firmes en situation de crise

Les cas d’entreprises touchées par des scandales financiers, environnementaux ou concernant des conditions de travail abusives imposées à leur main-d’œuvre, n’ont cessé de jalonner l’actualité ces vingt dernières années. La multiplication des comportements à l’origine de ces scandales s’explique par l’environnement moins contraignant, que leur ont offert les politiques de privatisation, dérégulation et libéralisation, amorcées à partir des années 1980. Le développement de la notion de responsabilité sociale des entreprises à partir des années 1980, en réaction à ces excès, incarne l'idée que si une entreprise doit certes faire des profits et les pérenniser elle se doit de les réaliser en favorisant les comportements responsables, éthiques et transparents avec toutes ses parties prenantes. Nous analysons dans cette thèse le processus par lequel, face à des dysfonctionnements et abus, touchant les conditions de travail de leur main d’œuvre ou leur gouvernance, des entreprises peuvent être amenées, ou non, à questionner et modifier leurs pratiques. Nous avons axé notre étude de cas sur deux entreprises aux trajectoires diamétralement opposées. La première entreprise, issue du secteur de la fabrication de vêtements et dont la crise concernait des atteintes aux droits des travailleurs, a surmonté la crise en réformant son modèle de production. La seconde entreprise, située dans le secteur des technologies de l'information et de la communication, a fait face à une crise liée à sa gouvernance d’entreprise, multiplié les dysfonctionnements pendant dix années de crises et finalement déclaré faillite en janvier 2009. Les évolutions théoriques du courant néo-institutionnel ces dernières années, permettent d’éclairer le processus par lequel de nouvelles normes émergent et se diffusent, en soulignant le rôle de différents acteurs, qui pour les uns, définissent de nouvelles normes et pour d’autres se mobilisent en vue de les diffuser. Afin d’augmenter leur efficacité à l’échelle mondiale, il apparaît que ces acteurs agissent le plus souvent en réseaux, parfois concurrents. L’étude du cas de cette compagnie du secteur de la confection de vêtement nous a permis d’aborder le domaine lié aux conditions de travail de travailleurs œuvrant au sein de chaînes de production délocalisées dans des pays aux lois sociales absentes ou inefficaces. Nous avons analysé le cheminement par lequel cette entreprise fut amenée à considérer, avec plus de rigueur, la dimension éthique dans sa chaîne de production. L’entreprise, en passant par différentes étapes prenant la forme d’un processus d’apprentissage organisationnel, a réussi à surmonter la crise en réformant ses pratiques. Il est apparu que ce processus ne fut pas spontané et qu’il fut réalisé suite aux rôles joués par deux types d’acteurs. Premièrement, par la mobilisation incessante des mouvements de justice globale afin que l’entreprise réforme ses pratiques. Et deuxièmement, par le cadre normatif et le lieu de dialogue entre les différentes parties prenantes, fournis par un organisme privé source de normes. C’est fondamentalement le risque de perdre son accréditation à la cet organisme qui a poussé l’entreprise à engager des réformes. L’entreprise est parvenue à surmonter la crise, certes en adoptant et en respectant les normes définies par cette organisation mais fondamentalement en modifiant sa culture d'entreprise. Le leadership du CEO et du CFO a en effet permis la création d'une culture d'entreprise favorisant la remise en question, le dialogue et une plus grande prise en considération des parties prenantes, même si la gestion locale ne va pas sans poser parfois des difficultés de mise en œuvre. Concernant le domaine de la gouvernance d’entreprise, nous mettons en évidence, à travers l’étude des facteurs ayant mené au déclin et à la faillite d’une entreprise phare du secteur des technologies de l’information et de la communication, les limites des normes en la matière comme outil de bonne gouvernance. La légalité de la gestion comptable et la conformité de l’entreprise aux normes de gouvernance n'ont pas empêché l’apparition et la multiplication de dysfonctionnements et abus stratégiques et éthiques. Incapable de se servir des multiples crises auxquelles elle a fait face pour se remettre en question et engager un apprentissage organisationnel profond, l'entreprise s'est focalisée de manière obsessionnelle sur la rentabilité à court terme et la recherche d'un titre boursier élevé. La direction et le conseil d'administration ont manqué de leadership afin de créer une culture d'entreprise alliant innovation technologique et communication honnête et transparente avec les parties prenantes. Alors que l'étude consacrée à l’entreprise du secteur de la confection de vêtement illustre le cas d'une entreprise qui a su, par le biais d'un changement stratégique, relever les défis que lui imposait son environnement, l'étude des quinze dernières années de la compagnie issue du secteur des technologies de l’information et de la communication témoigne de la situation inverse. Il apparaît sur base de ces deux cas que si une gouvernance favorisant l'éthique et la transparence envers les parties prenantes nécessite la création d'une culture d'entreprise valorisant ces éléments, elle doit impérativement soutenir et être associée à une stratégie adéquate afin que l'entreprise puisse pérenniser ses activités.

Global Internet governance and the public interest in communication

Élaborée à partir d’une étude de cas extensive focalisant sur les perspectives multiples et concurrentes ayant émergé lors des négociations sur la gouvernance de l’Internet, thématique ayant dominé l’agenda politique du Sommet mondial sur la société de l’information (SMSI), cette thèse examine les manières avec lesquelles les débats mondiaux sur la gouvernance de l’Internet influencent la notion d’intérêt public en communication. Établie sur la base d’une observation participante extensive, d’entrevues semi-structurées et de l’analyse d’une documentation formelle et informelle associée au SMSI, cette thèse fait état de l’émergence des enjeux associés à la gouvernance de l’Internet au SMSI et présente une analyse approfondie des négociations ayant porté sur cet enjeu. Le cadre théorique développé par Lawrence Lessig au travers duquel « le code est la loi » est appliqué afin d’expliquer comment les différents acteurs ont débattu et ultimement atteint un consensus sur les frontières venant séparer les enjeux normatifs de politique publique et les questions techniques de régulation et de gestion du réseau. Cette thèse discute également de l’évolution des débats autour de la gouvernance mondiale de l’Internet ayant pris place à la suite de la conclusion du SMSI. Sur la base de cette étude de cas, un ensemble de conclusions sont formulées sur les acteurs et les caractéristiques institutionnelles ayant influencé les négociations sur la gouvernance de l’internet. Il est également suggéré que le SMSI a redéfini une discussion étroite sur la gestion d’un ensemble de fonctions techniques de l’Internet en un domaine de politique publique plus large de gouvernance mondiale de l’Internet. Il est également défendu que la notion d’intérêt public dans la gouvernance mondiale de l’Internet est conceptualisée autour des processus de participation et d’intégration des différentes parties prenantes au processus politique. Les implications directes et indirectes qui découlent de ce constat pour comprendre plus largement la notion d’intérêt public dans le domaine de la communication sont également présentées et discutées. En conclusion, cette thèse s’interroge sur les implications programmatiques des éléments ayant été précédemment soulevées pour la recherche médiatique et communicationnelle.

Technologies de l'information et de la communication (TIC) et rendement académique en contexte universitaires béninois : cas des apprenants en droit de l'Université d'Abomey-Calavi

La présente recherche vise à mieux comprendre, dans le contexte universitaire béninois, s’il peut exister un lien qualitatif entre TIC et rendement académique afin de pouvoir mettre les TIC à contribution pour améliorer significativement les mauvais résultats des apprenants, notamment au premier cycle universitaire. Cette étude est tout particulièrement importante dans notre contexte où les TIC font de plus en plus leur apparition en pédagogie universitaire et où les étudiants recourent aux TIC dans leur pratique plus que les formateurs dans la leur. Le cadre de référence retenu pour la recherche est structuré autour des concepts de l’apprentissage assisté par les TIC, de motivation en éducation et de rendement académique. Pour atteindre notre objectif de recherche, nous avons opté pour une démarche mixte : quantitative et qualitative. Il s’agit d’une étude descriptive/explicative. Nous avons mené une enquête par questionnaires auprès de 156 étudiants et 15 enseignants et fait des entrevues avec 11 étudiants et 6 enseignants. Les principaux résultats sont présentés sous forme d’articles respectivement en ce qui a trait à l’impact des TIC sur la motivation et la réussite, aux usages des TIC les plus fréquemment rencontrés chez les apprenants, et à la place des TIC dans la pratique pédagogique des enseignants de la faculté de droit de l’Université d’Abomey-Calavi. Plus précisément, il ressort des résultats que la majorité des participants ont une perception en général positive du potentiel motivationnel des TIC pour l’apprentissage. Cependant, sur une cote maximale de 7 (correspond très fortement), la perception des répondants relativement à l’impact positif de l’utilisation des TIC sur le rendement académique tourne autour d’une cote moyenne de 4 (correspond assez). D’où, une perception en général mitigée du lien entre l’apprentissage assisté par les TIC et la réussite. Le croisement des résultats des données quantitatives avec ceux de l’analyse qualitative induit, sur ce point, une perception positive prononcée des rapports entre TIC et rendement. Les résultats montrent également que les usages des TIC les plus fréquents chez ces apprenants sont le courriel (en tête), suivi de la recherche et du traitement de texte, avec une fréquence moyenne d’ « une fois par semaine ». Tous ces constats n’accréditent pas véritablement un usage académique des TIC. Chez les enseignants, les résultats ont montré aussi qu’il n’y a pas encore de réelles applications des TIC en situation d’enseignement : ils font plutôt un usage personnel des TIC et pas encore véritablement pédagogique. La conséquence logique de ces résultats est qu’il n’existe pas encore un lien qualitatif direct entre TIC et rendement académique en contexte universitaire béninois.

From Classical to Quantum Secret Sharing

Dans ce mémoire, nous nous pencherons tout particulièrement sur une primitive cryptographique connue sous le nom de partage de secret. Nous explorerons autant le domaine classique que le domaine quantique de ces primitives, couronnant notre étude par la présentation d’un nouveau protocole de partage de secret quantique nécessitant un nombre minimal de parts quantiques c.-à-d. une seule part quantique par participant. L’ouverture de notre étude se fera par la présentation dans le chapitre préliminaire d’un survol des notions mathématiques sous-jacentes à la théorie de l’information quantique ayant pour but primaire d’établir la notation utilisée dans ce manuscrit, ainsi que la présentation d’un précis des propriétés mathématique de l’état de Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) fréquemment utilisé dans les domaines quantiques de la cryptographie et des jeux de la communication. Mais, comme nous l’avons mentionné plus haut, c’est le domaine cryptographique qui restera le point focal de cette étude. Dans le second chapitre, nous nous intéresserons à la théorie des codes correcteurs d’erreurs classiques et quantiques qui seront à leur tour d’extrême importances lors de l’introduction de la théorie quantique du partage de secret dans le chapitre suivant. Dans la première partie du troisième chapitre, nous nous concentrerons sur le domaine classique du partage de secret en présentant un cadre théorique général portant sur la construction de ces primitives illustrant tout au long les concepts introduits par des exemples présentés pour leurs intérêts autant historiques que pédagogiques. Ceci préparera le chemin pour notre exposé sur la théorie quantique du partage de secret qui sera le focus de la seconde partie de ce même chapitre. Nous présenterons alors les théorèmes et définitions les plus généraux connus à date portant sur la construction de ces primitives en portant un intérêt particulier au partage quantique à seuil. Nous montrerons le lien étroit entre la théorie quantique des codes correcteurs d’erreurs et celle du partage de secret. Ce lien est si étroit que l’on considère les codes correcteurs d’erreurs quantiques étaient de plus proches analogues aux partages de secrets quantiques que ne leur étaient les codes de partage de secrets classiques. Finalement, nous présenterons un de nos trois résultats parus dans A. Broadbent, P.-R. Chouha, A. Tapp (2009); un protocole sécuritaire et minimal de partage de secret quantique a seuil (les deux autres résultats dont nous traiterons pas ici portent sur la complexité de la communication et sur la simulation classique de l’état de GHZ).