Doctorant F/H Compilation de l’algorithme quantique HHL sur des “qubits de chat”

Le centre de recherche Inria de Saclay a été créé en 2008. Sa dynamique s’inscrit dans le développement du plateau de Saclay, en partenariat étroit d’une part avec le pôle de l’Université Paris-Saclay et d’autre part avec le pôle de l’Institut Polytechnique de Paris . Afin de construire une politique de site ambitieuse, le centre Inria de Saclay a signé en 2021 des accords stratégiques avec ces deux partenaires territoriaux privilégiés.

Le centre compte 40 équipes-projets , dont 32 sont communes avec l’Université Paris-Saclay ou l’Institut Polytechnique de Paris. Son action mobilise plus de 600 personnes, scientifiques et personnels d’appui à la recherche et à l’innovation, issues de 54 nationalités.

Le centre Inria Saclay - Île-de-France est un acteur essentiel de la recherche en sciences du numérique sur le plateau de Saclay. Il porte les valeurs et les projets qui font l’originalité d’Inria dans le paysage de la recherche : l’excellence scientifique, le transfert technologique, les partenariats pluridisciplinaires avec des établissements aux compétences complémentaires aux nôtres, afin de maximiser l’impact scientifique, économique et sociétal d’Inria.

L’informatique quantique représente actuellement un domaine de recherche en plein essor, où les principes de la mécanique quantique sont appliqués pour développer de nouvelles méthodes de calcul, permettant en théorie de résoudre certains problèmes plus efficacement qu’un ordinateur classique. Le domaine a sucité ces dernières années l’intérêt d’acteurs importants, allant des états, qui
injectent de l’argent dans la recherche, publique et privée, sur le sujet ; aux mastodontes du numériques comme Google, Amazon ou IBM, tous embarqués dans la course à l’ordinateur quantique universel.

Des startups, telles qu’Alice&Bob, se sont également lancées dans la réalisation d’une puce quantique, et ainsi proposent une technologie et une architecture qui leur est propre. Cette dernière, bien que contrainte par la technologie, est encore souple, et pourrait bénéficier pour sa conception de l’apport de l’étude, tantôt théorique tantôt menée dans un cadre idéal, d’un cas d’étude adéquat car
à visée industrielle.

Le projet AeroQat porte sur l’étude et la compilation d’un solveur linéaire quantique sur la plateforme fournie par Alice&Bob, et sur un ensemble de données fournies par Thalès.

Le projet AeroQat porte sur l’étude et la compilation d’un solveur linéaire quantique sur la plateforme fournie par Alice&Bob, et sur un ensemble de données fournies par Thalès, la spécificité de l'architecture étant un jeu de portes primitives connu mais non-conventionnel, et pour lesquelles il faudra adapter des approches existantes pour d'autres jeux de portes, et en développer de nouvelles.

Le·la doctorant·e réalisera sa recherche dans l’équipe QuaCS du Laboratoire Méthodes Formelles (LMF). Dans le cadre du projet AeroQat, il·elle sera amené·e à interagir avec les partenaires Alice&Bob et Thalès.

Pour mener à bien ce projet, nous proposons les tâches suivantes, que le·la doctorant·e devra réaliser

• Se familiariser avec la littérature sur les solveurs linéaires quantiques, en gardant à l’esprit les contraintes provenant des qubits de chat.
• Étudier et comparer les différentes sous-routines possibles.
• Étudier et développer des méthodes d’optimisation et de routage pour permettre leur implémentation sur une machine à base de qubits de chat. Vérifier la possibilité d’adapter des méthodes déjà connues à une architecture basées sur l’ensemble de portes “Toffoli+Hadamard”.
• Étudier l’impact de la qualité des qubits sur le résultat des différentes sous-routines, et donc sur le résultat du calcul complet.
• Réaliser une preuve de concept regroupant les travaux ci-dessus pour la compilation de l’algorithme HHL.

Compétences techniques et niveau requis :

• Maîtrise de l'algèbre linéaire
• Notions d'informatique quantique
• Notions de théorie des graphes
• Capacités à réaliser de la bibliographie

Langues :

• Maîtrise de l'anglais ou du français

Compétences relationnelles :

• Capacité à communiquer dans le domaine scientifique
• Capacité à travailler en groupe

• Restauration subventionnée
• Transports publics remboursés partiellement
• Congés: 7 semaines de congés annuels + 10 jours de RTT (base temps plein) + possibilité d'autorisations d'absence exceptionnelle (ex : enfants malades, déménagement)
• Possibilité de télétravail et aménagement du temps de travail
• Équipements professionnels à disposition (visioconférence, prêts de matériels informatiques, etc.)
• Prestations sociales, culturelles et sportives (Association de gestion des œuvres sociales d'Inria)
• Accès à la formation professionnelle
• Sécurité sociale

- 1ère et 2ème année : 2100€ brut/mois
- 3ème année : 2190€ brut/mois