import asyncio import numpy as np from typing import Dict, List, Any, Set import logging import hashlib from dataclasses import dataclass from enum import Enum class EntanglementType(Enum): """Types d'intrication quantique""" BELL_STATE = "bell" GHZ_STATE = "ghz" W_STATE = "w" CLUSTER_STATE = "cluster" GRAPH_STATE = "graph" @dataclass class EntangledPair: """Paire de qubits intriqués""" qubit_a: str qubit_b: str entanglement_type: EntanglementType fidelity: float created_at: float coherence_time: float class QuantumEntanglementManager: """ Gestionnaire avancé de l'intrication quantique avec support de multiples états intriqués """ def __init__(self): self.logger = logging.getLogger("quantum_entanglement") self.entangled_pairs: List[EntangledPair] = [] self.entangled_groups: Dict[str, Set[str]] = {} self.entanglement_fidelity = 0.95 async def initialize(self): """Initialise le gestionnaire d'intrication""" self.logger.info("🔗 Initialisation du gestionnaire d'intrication quantique...") try: await self._calibrate_entanglement_sources() self.logger.info("✅ Gestionnaire d'intrication initialisé") return True except Exception as e: self.logger.error(f"❌ Erreur d'initialisation: {e}") return False async def create_bell_pair(self, qubit_a: str, qubit_b: str) -> EntangledPair: """Crée une paire de Bell intriquée""" try: pair = EntangledPair( qubit_a=qubit_a, qubit_b=qubit_b, entanglement_type=EntanglementType.BELL_STATE, fidelity=self.entanglement_fidelity, created_at=asyncio.get_event_loop().time(), coherence_time=random.uniform(50.0, 200.0) ) self.entangled_pairs.append(pair) await self._register_entangled_group({qubit_a, qubit_b}) self.logger.info(f"🎯 Paire de Bell créée: {qubit_a} ↔ {qubit_b}") return pair except Exception as e: self.logger.error(f"Erreur création paire Bell: {e}") raise async def create_ghz_state(self, qubits: List[str]) -> bool: """Crée un état GHZ (Greenberger-Horne-Zeilinger)""" try: if len(qubits) < 3: raise ValueError("L'état GHZ nécessite au moins 3 qubits") # Création d'un état GHZ: (|000...⟩ + |111...⟩)/√2 group_id = f"ghz_{hashlib.md5(''.join(qubits).encode()).hexdigest()[:8]}" self.entangled_groups[group_id] = set(qubits) self.logger.info(f"🌀 État GHZ créé avec {len(qubits)} qubits") return True except Exception as e: self.logger.error(f"Erreur création état GHZ: {e}") return False async def create_cluster_state(self, qubit_grid: List[List[str]]) -> bool: """Crée un état cluster pour le calcul quantique de mesure""" try: # Conversion de la grille en graphe d'intrication all_qubits = [q for row in qubit_grid for q in row] cluster_id = f"cluster_{hashlib.md5(str(qubit_grid).encode()).hexdigest()[:8]}" self.entangled_groups[cluster_id] = set(all_qubits) self.logger.info(f"🔷 État cluster créé: {len(qubit_grid)}x{len(qubit_grid[0])}") return True except Exception as e: self.logger.error(f"Erreur création état cluster: {e}") return False async def measure_entanglement(self, qubit_a: str, qubit_b: str) -> Dict[str, Any]: """Mesure le degré d'intrication entre deux qubits""" try: # Simulation de mesure d'intrication correlation = random.uniform(0.8, 0.99) violation_bell = correlation > 0.707 # Violation des inégalités de Bell return { "qubit_a": qubit_a, "qubit_b": qubit_b, "correlation": correlation, "bell_inequality_violated": violation_bell, "entanglement_present": violation_bell, "estimated_fidelity": correlation * 0.95 } except Exception as e: self.logger.error(f"Erreur mesure intrication: {e}") return {"error": str(e)} async def quantum_teleportation(self, source_qubit: str, target_qubit: str, data: Any) -> Dict[str, Any]: """Effectue une téléportation quantique""" try: # Simulation de téléportation quantique teleportation_time = len(str(data)) * 0.001 return { "source_qubit": source_qubit, "target_qubit": target_qubit, "data_teleported": data, "teleportation_time": f"{teleportation_time:.3f}s", "success": True, "fidelity": random.uniform(0.85, 0.99) } except Exception as e: self.logger.error(f"Erreur téléportation quantique: {e}") return {"error": str(e)} async def entanglement_swapping(self, pair1: tuple, pair2: tuple) -> EntangledPair: """Effectue un échange d'intrication""" try: a, b = pair1 c, d = pair2 # Échange d'intrication: A-B et C-D deviennent A-D new_pair = await self.create_bell_pair(a, d) self.logger.info(f"🔄 Échange d'intrication: {a}-{b} + {c}-{d} → {a}-{d}") return new_pair except Exception as e: self.logger.error(f"Erreur échange intrication: {e}") raise async def _calibrate_entanglement_sources(self): """Calibre les sources d'intrication""" self.logger.info("🎛️ Calibration des sources d'intrication...") await asyncio.sleep(0.3) self.entanglement_fidelity = random.uniform(0.92, 0.98) self.logger.info(f"📊 Fidélité d'intrication: {self.entanglement_fidelity:.3f}") async def _register_entangled_group(self, qubits: Set[str]): """Enregistre un groupe de qubits intriqués""" group_id = f"group_{hashlib.md5(''.join(qubits).encode()).hexdigest()[:8]}" self.entangled_groups[group_id] = qubits def get_entanglement_statistics(self) -> Dict[str, Any]: """Retourne les statistiques d'intrication""" total_entangled_qubits = set() for pair in self.entangled_pairs: total_entangled_qubits.add(pair.qubit_a) total_entangled_qubits.add(pair.qubit_b) for group in self.entangled_groups.values(): total_entangled_qubits.update(group) return { "entangled_pairs": len(self.entangled_pairs), "entangled_groups": len(self.entangled_groups), "total_entangled_qubits": len(total_entangled_qubits), "avg_fidelity": np.mean([p.fidelity for p in self.entangled_pairs]) if self.entangled_pairs else 0, "entanglement_types": [p.entanglement_type.value for p in self.entangled_pairs] } # Instance globale du gestionnaire d'intrication entanglement_manager = QuantumEntanglementManager() async def initialize_quantum_entanglement(): """Initialise le système d'intrication quantique""" return await entanglement_manager.initialize() async def create_quantum_link(qubit_a: str, qubit_b: str): """Crée un lien quantique intriqué""" return await entanglement_manager.create_bell_pair(qubit_a, qubit_b)