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Les transformations de transformations, également appelées processus d'ordres supérieurs, forment un concept courant en informatique et en traitement de l'information. De tels processus apparaissent dès qu'il est question de manipulations sur l'opération à appliquer aux données, plutôt que sur les données elles-mêmes. Par exemple, lorsque l'on veut représenter un protocole informatique avec des boucles de rétroaction d'opérations, comme des boucles "for" imbriquées, ou lorsque l'on veut représenter un protocole de communication avec un contrôle dynamique des opérations, comme lorsqu'un adversaire agit sur les données d'entrée et de sortie d'une autre partie afin de la tromper, on utilisera des processus d'ordre supérieur.Ce paradigme appliqué à l'informatique quantique a récemment suscité un grand intérêt, tant au niveau pratique que fondamental. D'une part, il a été démontré que certains processus quantiques d'ordre supérieur permettaient de réduire le nombre d'opérations nécessaires à la réalisation de certains protocoles. D'autre part, ces processus présentent parfois des relations causales indéfinies au sens quantique du terme ;l'ordre des événements A et B peut se superposer entre A puis B et B puis A. Ce comportement est d'un grand intérêt fondamental car il remet en question certaines idées préconçues que d'aucun pensent incompatibles avec une théorie quantique de la gravité.Un cadre général pour représenter les transformations quantiques d'ordres supérieurs est dès lors nécessaire pour pleinement exploiter les améliorations qu'elles apportent et, en parallèle, pour étudier les relations causales quantiques singulières qu'elles présentent. Pareil cadre est développé dans cette thèse. Plus précisément, un ensemble d'outils pour caractériser les processus quantiques d'ordre supérieurs valides reposant sur la dualité canal-état ainsi que l'utilisation de projecteurs superopératoires est présenté. Il est montré que les manières possibles de définir un ensemble do, Transformations of transformations, also called higher-order processes, is a commonly occurring concept in computing and information processing. Such processes arise in situations involving manipulations of the operation applied to the data, rather than of the data itself. For example, when one wants to represent a computing protocol with feedback loops of operations, like nested 'for loops', or when one wants to represent a communication protocol with dynamical control over operations, like where an adversary party is acting on the input and output data of some other party so to deceive her, higher-order processes will be used. Applied to quantum computing, this paradigm has recently attracted significant interest both at the practical and fundamental levels. On the one hand, specific higher-order quantum processes were shown to decrease the number of operations needed to realize certain protocols. On the other hand, these processes sometimes feature causal relations that are ‘indefinite’ in the quantum sense; the ordering of events A and B can become superposed between A then B and B then A. This behavior is of great fundamental interest as it challenges some pre-conceived ideas some believe to be incompatible with a quantum theory of gravity. A general framework to represent higher-order quantum transformations is then necessary to fully harness the improvements they provide and, in parallel, to study the puzzling quantum causal relations they feature. Such a framework is developed in this thesis. Specifically, a set of tools for characterizing valid higher-order quantum processes relying on channel-state duality and the use of superoperator projectors is presented. It is shown that the possible ways to define a given set of higher-order transformations are homomorphic to an algebra of these superoperator projectors, which are in turn homomorphic to the signaling relations that the objects in this set may allow. Moreover, this algebra is shown to be very close to, Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie, info:eu-repo/semantics/nonPublished

This thesis investigates multiphoton quantum interference with a particular emphasis onphotonic partial distinguishability stemming from factors such as timelags or polarizationmismatches between the photons. We explore the gray area between the behaviour ofdistinguishable classical particles and ideally indistinguishable bosons in large linearinterferometers, with practical implications for photonic quantum computers – especiallyboson samplers – as well as fundamental consequences on the many-body physics ofbosonic systems.Our research leverages recent findings in the mathematical theory of matrix perma-nents to unravel new aspects of interference phenomena. In particular, we exhibit asurprising counterexample to the rule of thumb that "identical bosons bunch most",which can be observed with 7 photons in a 7-mode linear interferometer.We develop robust techniques to validate boson samplers – that is, to verify theincompatibility with classical samplers – by analyzing the photon distribution amongpartitions of the output modes. This innovative method extends existing validationtests, providing a comprehensive approach to assessing boson sampling experiments.An extra contribution of this thesis is the development of BosonSampling.jl, anopen-source, high-performance software package for multiphoton interferometry simula-tions, featuring versatile tools for boson sampling tasks and a suite of validation tools inorder to rigorously evaluate boson samplers in the presence of partial distinguishabilityand other noise sources., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

La non-classicalité d'un état monomode de la lumière et l'intrication d'états photoniques bipartites sont des phénomènes quantiques centraux composant deux des différences les plus essentielles entre les domaines classique et quantique. Depuis leur découverte, ces propriétés ont suscité un intérêt considérable et constant de la part de la communauté des physiciens, dans le but de développer des protocoles basés sur ces phénomènes et qui n'ont pas d'équivalent classique. Pour prendre un seul exemple, l'intrication de deux photons peut être utilisée comme ressource pour effectuer de la cryptographie quantique, c'est-à-dire pour distribuer une clé secrète de manière sécurisée entre deux parties qui n'ont même pas besoin de faire confiance à leurs dispositifs quantiques. Afin d'exploiter ces propriétés et de développer des sources optiques d'états non-classiques ou intriqués, il est crucial de pouvoir détecter si l'état émis par la source est effectivement non-classique ou intriqué. Dans cette optique, de nombreux témoins (conditions suffisantes) de non-classicalité ou d'intrication ont été conçus au fil des années.Dans cette thèse, nous nous intéressons particulièrement à une hiérarchie de critères qui a été développée par Shchukin, Richter et Vogel au début des années 2000. Le témoin le plus courant de l'intrication est le critère PPT de "positive partial transpose", qui stipule que tout état séparable doit rester physique après avoir subi une transposition partielle. Si cette condition n'est pas remplie, cela signifie que l'état est intriqué. Sur cette base, un ensemble complet de critères a été exprimé par ces auteurs à partir d'une matrice de moments des opérateurs de mode (création et annihilation). De même, un ensemble de critères a été construit sur la base d'une matrice de moments dans l'ordre normal afin d'exprimer la non-négativité de la fonction P de Glauber, donnant lieu à une hiérarchie de témoins de non-classicalité.La principale difficulté dans la détect, The so-called nonclassicality of a single-mode state of light and the entanglement of bipartite photonic states are central quantum phenomena which underlie two of the most essential differences between the classical and the quantum. Since their discovery, these properties have attracted a tremendous, constant interest from the quantum physics community, with the goal of developing protocols that take advantage of them and have no classical counterpart. To take a single example, the entanglement of two photons can be used as a resource to perform quantum cryptography in a device-independent manner, that is, to distribute a secret key in a secure way between two parties who do not even need to trust their quantum devices. In order to exploit these properties and develop optical sources of nonclassical or entangled states, it is crucial to be able to detect whether the state emitted by the source is effectively nonclassical or entangled. Along this way, numerous witnesses (sufficient conditions) for nonclassicality or entanglement have been conceived over the years.In this thesis, we are especially interested in a hierarchy of criteria that has been developed by Shchukin, Richter, and Vogel in the early 2000s. The most common witness of entanglement is the PPT criterion for "positive partial transpose'', which states that any separable state must remain physical after undergoing a partial transpose. If this condition is not met, it means that the state is entangled. Based on this, a complete set of criteria was expressed by these authors based on a matrix of moments of the mode (creation and annihilation) operators. Similarly, a set of criteria was built based on a matrix of normally-ordered moments in order to express the non-negativity of the Glauber-Sudarshan P-function, giving rise to a hierarchy of nonclassicality witnesses.The main difficulty in the practical detection of nonclassicality or entanglement is the measurement of the quantities that are needed to app, Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Entanglement is a defining property of quantum theory and plays a central role in the phenomenon of non-locality, which is revealed by the violation of Bell inequalities. Importantly, this allows us to study and characterize quantum systems in a device-independent way, i.e. without making any assumptions about the devices used to generate and manipulate quantum states, but only from the observed correlations between measurement results. In addition to entanglement, another mechanism for establishing correlations between quantum systems is direct communication between them. Similar to the Bell scenario, one can study correlations generated by quantum communication in prepare-and-measure scenarios via a semi-device-independent approach, where certain minimal assumptions about the experimental setup are assumed. A third way to establish correlations between quantum systems is through the combined effect of entanglement and quantum communication. Although many quantum information protocols use these two mechanisms, little work has been done to characterize the resulting correlations.This thesis initiates the systematic study of entanglement-assisted prepare-and-measure correlations. We develop a suite of tools that enable us to characterize correlations in such scenarios and apply those tools to solve relevant problems in quantum information.We construct novel, entanglement-robust, device-independent dimension witnesses and derive new resource inequalities. We adapt our tools to re-examine entanglement advantages in distributed classical communication tasks and identify a class of protocols that outperform the conventional protocols predominant in the literature.We also examine the challenges involved in experimental implementations of entanglement-assisted quantum communication on photonic platforms. Our theoretical and experimental findings show how information-theoretically relevant tasks beyond the boosting of channel capacities can be accomplished using qubit commu, L'intrication est une propriété fondamentale des systèmes quantiques et joue un rôle central dans le phénomène de non-localité mis en évidence par la violation des inégalités de Bell. Elle permet notamment d'étudier et de caractériser les systèmes quantiques de manière `device-independent', c'est-à-dire sans faire d'hypothèses sur les appareils utilisés pour générer et manipuler des états quantiques, mais uniquement à partir des corrélations observées entre résultats de mesures. Outre l'intrication, un autre mécanisme pour établir des corrélations entre systèmes quantiques, est la communication directe entre eux. De manière analogue au scénario de Bell, il est possible d'étudier les corrélations générées par communication quantique dans les scénarios de type `prepare-and-measure' via une approche `semi-device-independent' où on suppose certaines hypothèses minimales sur le dispositif expérimental. Une troisième façon d'établir des corrélations entre systèmes quantiques est par l'effet combiné de l'intrication et de la communication quantique. Bien que de nombreux protocoles d'information quantique utilisent ces deux mécanismes, peu de travaux se sont intéressés à caractériser les corrélations qui en résultent.Nous initions dans cette thèse l'étude systématique des corrélations obtenues par l'effet conjoint de l'intrication et de la communication quantique dans des scenarios de type `prepare-and-measure'. Nous développons une série d'outils qui nous permettent de caractériser ces corrélations et utilisons ces outils pour résoudre des problèmes associés en informatique quantique.Nous construisons de nouveaux témoins de dimension `device-independent' robustes à l'intrication, et étudions les relations entre communication et intrications vues comme des ressources. Nous adaptons nos outils pour réexaminer les avantages de l'intrication en présence de communication classique et identifions une classe de protocoles qui surpassent les protocoles conventionnels prédominants, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’espace des phases est un outil mathématique essentiel pour l’étude des systèmes dynamiques en mécanique classique. Cet espace abstrait, dont les coordonnées sont les variables dynamiques d’un système, peut également être exploité pour la caractérisation des systèmes en physique quantique, et plus particulièrement en optique quantique. Cependant, alors que l’état d’une particule en mouvement en mécanique classique à un instant donné est représenté par un point dans l’espace des phases, l’état d’un système photonique en optique quantique est beaucoup plus complexe et doit être représenté par une distribution de quasi-probabilité, telle que la fonction de Wigner. Par rapport à une distribution ponctuelle, cette répartition rend compte de la nature quantique du système et trouve son origine dans le principe d’incertituded’Heisenberg. Une autre spécificité de l’espace des phases quantique qui n’a pas d’analogue classique réside dans le fait qu’une distribution de quasi-probabilité peut admettre des valeurs négatives ou même ne pas être exprimable comme une fonction régulière.La représentation de l’état du champ électromagnétique en optique quantique est généralement basée sur des distributions de quasi-probabilité dans l’espace des phases quantique. Ici, les variables dynamiques qui sont considérées sont les quadratures (x, p) du champ électromagnétique. Une telle représentation de l’espace des phases permet de visualiser l’état et constitue une alternative à une description en termes de matrice densité. Il est important de noter qu’il n’existe généralement pas d’équivalence simple entre les caractéristiques de la distribution de quasi-probabilité et les propriétés de l’état quantique correspondant. Par exemple, le fait que la fonction de Wigner admette des valeurs négatives est une condition suffisante (mais non nécessaire) pour la non-classicalité de l’état correspondant (c’est-à-dire son incompatibilité avec un mélange d’états cohérents). L’espace des phases quantiq, Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie, info:eu-repo/semantics/nonPublished

The main purpose of this thesis is to investigate the physics of particle detectors from first principles combining quantum mechanics and statistical physics. In particular, this work aims at studying the Mott problem, that is the issue of the appearance, within the framework of quantum mechanics, of linear tracks in Wilson cloud chambers due to the passage of ionizing particles. Although the Mott problem is closely related to the quantum measurement problem, this thesis focuses on the phenomenological questions regarding the propagation of a quantum particle in a detector rather than the question of the interpretation of quantum mechanics. To this end, models of a quantum particle evolving in a gaseous environment are developed. In the first considered model, called the random Lorentz gas, the constituents of the medium are assumed to be point-like and fixed at random positions. The Schrödinger equation can thus be solved systematically using the Foldy-Lax method. This model is first studied with the tools of scattering theory, namely the cross section and the complex resonance spectrum. An efficient numerical method is devised to compute the density of resonances in the complex plane of the wavenumber, without having to find them one by one. This method leads to hitherto unknown structures in the resonance spectrum. These structures are then explained by resorting to wave transport theory, which includes an effective Schrödinger equation at large wavelength, and an integral transport equation at small wavelength. The phase averaging effect is especially highlighted in the latter case. This effect is the cancellation of most of the off-diagonal elements of the density matrix after the average over the random configurations of the scatterers. The second considered model is more comprehensive, as it accounts for the quantum nature of the gaseous environment. The density matrix of the full system is governed by the quantum Liouville equation. Since the gas is in a the, Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie, info:eu-repo/semantics/nonPublished

This thesis is centered on a novel approach to quantum uncertainty based on applying the theory of continuous majorization to quantum phase-space distributions. Majorization theory is a powerful mathematical framework that is aimed at comparing distributions with respect to intrinsic disorder. It is particularly significant in the sense that establishing a majorization relation between two distributions amounts to proving that every (Shur-concave) measure of disorder will categorize one distribution as more ordered than the other. Although this is less known, the distributions here do not need to be normalized nor positive for majorization theory to apply, so the latter even extends beyond probability distributions. Further, a majorization relation can rigorously be defined for both discrete and continuous distributions over a finite-size domain, as well as for (discrete and continuous) distributions that are positive over an infinite-size domain.The central thrust of this thesis is to characterize quantum uncertainty in phase space by applying the tools of majorization theory to the Wigner function, which is the most common (quasi)distribution that embodies a quantum state in phase space. Wigner functions are in general positive and negative, putting them beyond the reach of most information-theoretical measures but perfect candidates for the theory of majorization. We start our manuscript with a succinct overview of the basics of quantum optics in phase space, which are a prerequisite for the characterization of disorder in phase space. This gives us the occasion to present a secondary achievement of the thesis consisting in establishing a resource theory for local Gaussian work extraction, which exploits the symplectic formalism within quantum thermodynamics. In this context, work can be defined as the difference between the trace and symplectic trace of the covariance matrix of the state, and it displays a number of interesting properties. Back to our primary in, Cette thèse est centrée sur une nouvelle approche de l'incertitude quantique basée sur l'application de la théorie de la majorisation continue aux distributions de l'espace des phases quantique. La théorie de la majorisation est un cadre mathématique puissant qui vise à comparer des distributions par rapport à leur désordre intrinsèque. Elle est particulièrement importante dans le sens où établir une relation de majorisation entre deux distributions revient à prouver que toute mesure (Shur-concave) du désordre classera une distribution comme plus ordonnée que l'autre. Bien que cela soit moins connu, les distributions ici n'ont pas besoin d'être normalisées ni positives pour que la théorie de la majorisation s'applique, de sorte que cette dernière s'étend même au-delà des distributions de probabilité. De plus, une relation de majorisation peut être rigoureusement définie pour les distributions discrètes et continues sur un domaine de taille finie, ainsi que pour les distributions (discrètes et continues) qui sont positives sur un domaine de taille infinie. L'idée maîtresse de cette thèse est de caractériser l'incertitude quantique dans l'espace des phases en appliquant les outils de la théorie de la majorisation à la fonction de Wigner, qui est la (quasi-)distribution la plus commune qui incarne un état quantique dans l'espace des phases. Les fonctions de Wigner sont en général positives et négatives, ce qui les place hors de portée de la plupart des mesures de la théorie de l'information mais en fait des candidats parfaits pour la théorie de la majorisation. Nous commençons notre manuscrit par un aperçu succinct des bases de l'optique quantique dans l'espace de phase, qui sont une condition préalable à la caractérisation du désordre dans l'espace des phases. Cela nous donne l'occasion de présenter une réalisation secondaire de la thèse consistant à établir une théorie des ressources pour l'extraction du travail gaussien local, qui exploite le formalisme symplectique, Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse rassemble trois travaux sur la complexité d'information et sur la complexité en requête quantique. Ces domaines d'études ont pour points communs les outils mathématiques pour étudier ces complexités, c'est-à-dire les problèmes d'optimisation.Les deux premiers travaux concernent le domaine de la complexité en requête quantique, en généralisant l'important résultat suivant: dans l'article cite{LMRSS11}, leurs auteurs parviennent à caractériser la complexité en requête quantique, à l'aide de la méthode par adversaire, un programme semi-définie positif introduit par A. Ambainis dans cite{Ambainis2000}. Cependant, cette caractérisation est restreinte aux modèles à temps discret, avec une erreur bornée. Ainsi, le premier travail consiste à généraliser leur résultat aux modèles à temps continu, tandis que le second travail est une démarche, non aboutie, pour caractériser la complexité en requête quantique dans le cas exact et pour erreur non bornée.Dans ce premier travail, pour caractériser la complexité en requête quantique aux modèles à temps discret, nous adaptons la démonstration des modèles à temps discret, en construisant un algorithme en requête adiabatique universel. Le principe de cet algorithme repose sur le théorème adiabatique cite{Born1928}, ainsi qu'une solution optimale du dual de la méthode par adversaire. À noter que l'analyse du temps d'exécution de notre algorithme adiabatique est basée sur preuve qui ne nécessite pas d'écart dans le spectre de l'Hamiltonien.Dans le second travail, on souhaite caractériser la complexité en requête quantique pour une erreur non bornée ou nulle. Pour cela on reprend et améliore la méthode par adversaire, avec une approche de la mécanique lagrangienne, dans laquelle on construit un Lagrangien indiquant le nombre de requêtes nécessaires pour se déplacer dans l'espace des phases, ainsi on peut définir l'``action en requête''. Or ce lagrangien s'exprime sous la forme d'un programme semi-defini, son étude classique, Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie, info:eu-repo/semantics/nonPublished

The symplectic formalism applied to the phase-space representation of bosonic quantum systems provides us with a powerful mathematical tool for the characterisation of Gaussian states and transformations. As a consequence, quantum information protocols involving the latter are very well understood from a theoretical point of view. Nevertheless, it has become clear in recent years that the use of non-Gaussian resources is necessary in order to perform various crucial information-processing tasks. An illustration of this fact can for instance be found in situations where a Gaussian no-go theorem precludes the use of Gaussian transformations in order to achieve a task involving Gaussian states, such as quantum entanglement distillation, quantum error correction, or universal quantum computation. In the first part of this thesis, we develop a new method based on the generating function of a sequence, which gives rise to an elegant description of intrinsically non-Gaussian objects. Building on the generating function of the matrix elements of Gaussian unitaries in Fock basis, our approach gives access to the multi-photon transition probabilities via unexpectedly simple recurrence equations. The method is developed for Gaussian unitaries effecting both passive and active linear coupling between two bosonic modes. It predicts an interferometric suppression term which generalises the Hong-Ou-Mandel effect for more than two indistinguishable photons impinging on a balanced beam splitter. Furthermore, it exhibits an unsuspected 2-photon suppression effect in optical parametric amplification of gain 2, which originates from the indistinguishability between the input and output photon pairs. Finally, we extend our method to Bogoliubov transformations acting on an arbitrary number of modes. In the second part of this thesis, we introduce a class of Gaussian-dilatable bosonic quantum channels (characterised by a Gaussian unitary in their Stinespring dilation) called passive-envir, Le formalisme symplectique appliqué à la représentation des systèmes bosoniques dans l'espace des phases donne accès à un outil mathématique puissant pour la caractérisation des états gau-ssiens et transformations gaussiennes. Les protocoles d'information quantique impliquant ces derniers sont d'ailleurs très bien compris d'un point de vue théorique. Toutefois, il s'est avéré clair durant ces dernières années que l'utilisation de ressources non-gaussiennes est nécessaire afin d'effectuer des tâches cruciales de traitement de l'information. En effet, certaines tâches — telles que la distillation d’intrication quantique, le codage quantique ou encore le calcul quantique — impliquant des états gaussiens ne peuvent être effectuées avec des transformations gaussiennes. Dans la première partie de cette thèse, nous développons une nouvelle méthode basée sur la fonction génératrice d'une suite qui donne lieu à une description élégante d'objets intrinsèquement non-gaussiens. Se basant sur la fonction génératrice des éléments de matrice d'unitaires gaussiens dans la base de Fock, notre approche donne accès aux probabilités de transition multi-photon via des équations de récurrence étonnamment simples. La méthode est développée pour des unitaires gaussiens produisant des couplages linéaires passifs et actifs entres deux modes bosoniques. Elle prédit un terme d'interférence destructive qui généralise l'effet Hong-Ou-Mandel pour plus de deux photons indistinguables pénétrant dans un diviseur de faisceau équilibré. De plus, elle met en évidence un effet inattendu de suppression de deux photons dans un amplificateur paramétrique optique de gain 2. Cette suppression résulte de l’indistinguabilité entre les paires de photons d’entrée et de sortie. Finalement, nous étendons notre méthode à des transformations de Bogoliubov agissant sur un nombre de modes arbitraire. Dans la seconde partie de cette thèse, nous introduisons une classe de canaux quantiques bosoniques gaussiens-dilatable, Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie, info:eu-repo/semantics/nonPublished

The device-independent (DI) framework is a novel approach to quantum information science which exploits the nonlocality of quantum physics to certify the correct functioning of a quantum information processing task without relying on any assumption on the inner workings of the devices performing the task. This thesis focuses on the device-independent certification and generation of true randomness for cryptographic applications. The existence of such true randomness relies on a fundamental relation between the random character of quantum theory and its nonlocality, which arises in the context of Bell tests. Device-independent randomness generation (DIRG) and quantum key distribution (DIQKD) protocols usually evaluate the produced randomness (as measured by the conditional min-entropy) as a function of the violation of a given Bell inequality. However, the probabilities characterising the measurement outcomes of a Bell test are richer than the degree of violation of a single Bell inequality. In this work we show that a more accurate assessment of the randomness present in nonlocal correlations can be obtained if the value of several Bell expressions is simultaneously taken into account, or if the full set of probabilities characterising the behaviour of the device is considered. As a side result, we show that to every behaviour there corresponds an optimal Bell expression allowing to certify the maximal amount of DI randomness present in the correlations. Based on these results, we introduce a family of protocols for DIRG secure against classical side information that relies on the estimation of an arbitrary number of Bell expressions, or even directly on the experimental frequencies of the measurement outcomes. The family of protocols we propose also allows for the evaluation of randomness from a subset of measurement settings, which can be advantageous when considering correlations for which some measurement settings result in more randomness than others. We provid, L'approche indépendante des appareils ("device-independent" en anglais) est une nouvelle approche en informatique quantique. Cette nouvelle approche exploite la non-localité de la physique quantique afin de certifier le bon fonctionnement d'une tâche sans faire appel à des suppositions sur les appareils menant à bien cette tâche. Cette thèse traite de la certification et la génération d'aléa indépendante des appareils pour des applications cryptographiques. L'existence de cet aléa repose sur une relation fondamentale entre le caractère aléatoire de la théorie quantique et sa non-localité, mise en lumière dans le cadre des tests de Bell. Les protocoles de génération d'aléa et de distribution quantique de clés indépendants des appareils mesurent en général l'aléa produit en fonction de la violation d'une inégalité de Bell donnée. Cependant les probabilités qui caracterisent les résultats de mesures dans un test de Bell sont plus riches que le degré de violation d'une seule inégalité de Bell. Dans ce travail nous montrons qu'une évaluation plus exacte de l'aléa présent dans les corrélations nonlocales peut être faite si l'on tient compte de plusieurs expressions de Bell à la fois ou de l'ensemble des probabilités (ou comportement) caractérisant l'appareil testé. De plus nous montrons qu'à chaque comportement correspond une expression de Bell optimale permettant de certifier la quantité maximale d'aléa présente dans ces corrélations. À partir de ces resultats, nous introduisons une famille de protocoles de génération d'aléa indépendants des appareils, sécurisés contre des adversaires classiques, et reposant sur l'évaluation de l'aléa à partir d'un nombre arbitraire d'expressions de Bell, ou même à partir des fréquences expérimentales des résultats de mesure. Les protocoles proposés permettent aussi d'évaluer l'aléa à partir d'un sous-ensemble de choix de mesure, ce qui peut être avantageux lorsque l'on considère des corrélations pour lesquelles certains choix de mesure, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished