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.

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.

Categorical quantum computation

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

Does Chance hide Necessity? : a reevaluation of the debate ‘determinism - indeterminism’ in the light of quantum mechanics and probability theory

Dans cette thèse l’ancienne question philosophique “tout événement a-t-il une cause ?” sera examinée à la lumière de la mécanique quantique et de la théorie des probabilités. Aussi bien en physique qu’en philosophie des sciences la position orthodoxe maintient que le monde physique est indéterministe. Au niveau fondamental de la réalité physique – au niveau quantique – les événements se passeraient sans causes, mais par chance, par hasard ‘irréductible’. Le théorème physique le plus précis qui mène à cette conclusion est le théorème de Bell. Ici les prémisses de ce théorème seront réexaminées. Il sera rappelé que d’autres solutions au théorème que l’indéterminisme sont envisageables, dont certaines sont connues mais négligées, comme le ‘superdéterminisme’. Mais il sera argué que d’autres solutions compatibles avec le déterminisme existent, notamment en étudiant des systèmes physiques modèles. Une des conclusions générales de cette thèse est que l’interprétation du théorème de Bell et de la mécanique quantique dépend crucialement des prémisses philosophiques desquelles on part. Par exemple, au sein de la vision d’un Spinoza, le monde quantique peut bien être compris comme étant déterministe. Mais il est argué qu’aussi un déterminisme nettement moins radical que celui de Spinoza n’est pas éliminé par les expériences physiques. Si cela est vrai, le débat ‘déterminisme – indéterminisme’ n’est pas décidé au laboratoire : il reste philosophique et ouvert – contrairement à ce que l’on pense souvent. Dans la deuxième partie de cette thèse un modèle pour l’interprétation de la probabilité sera proposé. Une étude conceptuelle de la notion de probabilité indique que l’hypothèse du déterminisme aide à mieux comprendre ce que c’est qu’un ‘système probabiliste’. Il semble que le déterminisme peut répondre à certaines questions pour lesquelles l’indéterminisme n’a pas de réponses. Pour cette raison nous conclurons que la conjecture de Laplace – à savoir que la théorie des probabilités présuppose une réalité déterministe sous-jacente – garde toute sa légitimité. Dans cette thèse aussi bien les méthodes de la philosophie que de la physique seront utilisées. Il apparaît que les deux domaines sont ici solidement reliés, et qu’ils offrent un vaste potentiel de fertilisation croisée – donc bidirectionnelle.

The utilitarian and hedonic outcomes of music information seeking in everyday life

This qualitative study focuses on what contributes to making a music information-seeking experience satisfying in the context of everyday life. Data were collected through in-depth interviews conducted with 15 younger adults (18 to 29 years old). The analysis revealed that satisfaction could depend on both hedonic (i.e., experiencing pleasure) and utilitarian outcomes. It was found that two types of utilitarian outcomes contributed to satisfaction: (1) the acquisition of music, and (2) the acquisition of information about music. Information about music was gathered to (1) enrich the listening experience, (2) increase one's music knowledge, and/or (3) optimize future acquisition. This study contributes to a better understanding of music information-seeking behavior in recreational contexts. It also has implications for music information retrieval systems design: results suggest that these systems should be engaging, include a wealth of extra-musical information, allow users to navigate among music items, and encourage serendipitous encountering of music.

Industrial Adjustment: Context, Causes, Impacts and Methods for Analysis

Adjustement is an ongoing process by which factors of reallocated to equalize their returns in different uses. Adjustment occurs though market mechanisms or intrafirm reallocation of resources as a result of changes in terms of trade, government policies, resource availability, technological change, etc. These changes alter production opportunities and production, transaction and information costs, and consequently modify production functions, organizational design, etc. In this paper we define adjustment (section 2); review empirical estimates of the extent of adjustment in Canada and abroad (section 3); review selected features of the trade policy and adjustment context of relevance for policy formulation among which: slow growth, a shift to services, a shift to the Pacific Rim, the internationalization of production, investment distribution communications the growing use of NTB's, changes in foreign direct investment patterns, intrafirm and intraindustry trade, interregional trade flows, differences in micro economic adjustment processes of adjustment as between subsidiaries and Canadian companies (section 4); examine methodologies and results of studies of the impact of trade liberalization on jobs (section 5); and review the R. Harris general equilibrium model (section 6). Our conclusion emphasizes the importance of harmonizing commercial and domestic policies dealing with adjustment (section 7). We close with a bibliography of relevant publications.

Étude du rôle des professionnels de l'information dans les systèmes d'information Web du Gouvernement fédéral canadien

Les professionnels de l'information traversent actuellement une période de redéfinition de leur profession provoquée par la transformation de l'information et des processus informationnels vers un mode de plus en plus électronique. Les systèmes d'information Web (SIW) — c'est-à-dire des systèmes d'information basés sur les technologies Web tels que les sites Web externes, les intranets, les systèmes de commerce électronique et les extranets — font partie des technologies à l'origine de ces changements. Ces systèmes sont de plus en plus adoptés par les organisations et, en particulier, par les gouvernements dans leur volonté de devenir électroniques. Le gouvernement fédéral canadien est reconnu comme un des plus innovateurs en matière de SIW et doit adapter son environnement informationnel, dont font partie les professionnels de l'information, à l'introduction de ces systèmes. Malgré l'innovation que les SIW représentent, peu d'études empiriques ont été menées pour identifier quels sont les intervenants nécessaires à leur mise en place. Aucun consensus n'émerge de la littérature quant à la nature de l'intervention des professionnels de l'information dans ces systèmes. Cette recherche vise à accroître les connaissances sur l'intervention des professionnels de l'information dans les SIW. Pour les besoins de cette recherche, les professionnels de l'information sont définis comme les personnes ayant une maîtrise en bibliothéconomie et sciences de l'information ou toute autre formulation équivalente. Cette recherche étudie quatre questions de recherche qui portent sur : (1) les rôles des professionnels de l'information décrits dans les politiques d'information pan-gouvernementales liées aux SIW ainsi que ceux des autres intervenants mentionnés en lien direct avec les SIW, (2) les types de SIW dans lesquels les professionnels de l'information interviennent, (3) les tâches des professionnels de l'information dans ces SIW, et (4) les autres intervenants qui travaillent dans ces systèmes. Une approche qualitative a été utilisée pour répondre à ces questions et implique quatre modes de collecte des données : (1) des entrevues en profondeur en personne avec des professionnels de l'information impliqués dans des SIW, (2) une analyse des SIW où interviennent ces professionnels de l'information, (3) une analyse des politiques pan-gouvernementales liées aux SIW, et (4) la documentation pertinente. Les professionnels de l'information rencontrés proviennent de sept ministères du gouvernement fédéral canadien, ministères retenus pour leur implication dans les SIW. Les résultats indiquent que les professionnels de l'information rencontrés interviennent dans les SIW aux niveaux micro et macro, c'est-à-dire dans des SIW spécifiques ainsi que globalement au niveau de l'ensemble des SIW d'un ministère ou du gouvernement fédéral. Ces professionnels de l'information sont impliqués dans toutes les dimensions et les phases de développement des SIW. Les tâches liées au contenu sont prédominantes mais les tâches technologiques sont aussi très présentes. Trois variables se dégagent de cette étude qui ont un impact sur l'intervention des professionnels de l'information dans les SIW : les types de SIW, les types de postes occupés par les professionnels de l'information et les types de gouvernance.