PhD Position F/M Systematic Classification of Non-Gaussian States for Quantum Error Correction
Type de contrat : CDD
Niveau de diplôme exigé : Bac + 5 ou équivalent
Fonction : Doctorant
Contexte et atouts du poste
Context and team: The Quantum computing Architectures, Algorithms, Applications and their Theory (QAT) team at Inria Paris is seeking a motivated PhD student to work under the supervision of Francesco Arzani on a project related to the systematic, physically-grounded discovery and classification of non-Gaussian quantum states for quantum error correction (QEC). The team takes an experimentally mindful approach to quantum information processing, focusing on the integration of architectures, algorithms, and applications.
Project Description: The development of fault-tolerant quantum computers hinges on the creation and control of quantum states with robust properties. While Gaussian states are well understood, it is the vast landscape of non-Gaussian states that holds the key to unlocking true quantum advantage, yet the discovery of new non-Gaussian states has so far often been ad-hoc. This project introduces a systematic, bottom-up methodology to discover and classify non-Gaussian states by identifying them as the ground states of specifically constructed polynomial Hamiltonians, defined as solutions to a nullifier equation. This ensures every discovered state has a clear physical genesis as the ground state of the corresponding positive semi-definite Hamiltonian, providing a direct pathway from algebraic formulation to potential experimental implementation. A central theme of the project is the deep connection between the symmetries of the parent Hamiltonian and the error-correcting capabilities of its ground states, which will be used as a first-principles tool for evaluating a state's utility as a quantum resource, including links to CSS-like codes and homological algebra.
We offer:
- Full funding for 3 years
- Opportunity to collaborate with experimental and theoretical groups
- Access to state-of-the-art research facilities
- Collaborative and stimulating research environment
Mission confiée
The recruited person will be tasked with
- systematically generating and classifying the ground-state manifolds of low-degree polynomial Hamiltonians defined via nullifier equations;
- identifying and exploiting the discrete symmetries (e.g. phase-space rotations, translations) of these parent Hamiltonians to predict the physical properties and structure of the corresponding ground states;
- evaluating the quantum error correction capabilities of the identified states, assessing their resilience against prevalent noise channels such as photon loss and dephasing;
- extending the framework toward novel CSS-like codes and exploring generalizations to higher-order polynomials.
Principales activités
Research, including exploration of the relevant literature, analytical derivation of nullifier polynomials and their ground states, development of methods to extract symmetry groups, systematic parameter-space scans, and coding of the associated numerical simulations. Writing reports on results.
Communication of the main results through scientific publications.
Dissemination of the results through participation in scientific conferences and workshops.
Compétences
- Familiarity with quantum error correction concepts (particularly bosonic/continuous-variable codes) is a plus
- Proficiency in analytical/algebraic derivations
- proficiency in English for oral and written communication
Avantages
- Subsidized meals
- Partial reimbursement of public transport costs
- Leave: 7 weeks of annual leave + 10 extra days off due to RTT (statutory reduction in working hours) + possibility of exceptional leave (sick children, moving home, etc.)
- Possibility of teleworking and flexible organization of working hours
- Professional equipment available (videoconferencing, loan of computer equipment, etc.)
- Social, cultural and sports events and activities
- Access to vocational training
- Social security coverage
Informations générales
- Thème/Domaine :
Algorithmique, calcul formel et cryptologie
Systèmes d'information (BAP E) - Ville : Paris
- Centre Inria : Centre Inria de Paris
- Date de prise de fonction souhaitée : 2026-10-01
- Durée de contrat : 3 ans
- Date limite pour postuler : 2026-09-25
Attention: Les candidatures doivent être déposées en ligne sur le site Inria. Le traitement des candidatures adressées par d'autres canaux n'est pas garanti.
Consignes pour postuler
Sécurité défense :
Ce poste est susceptible d’être affecté dans une zone à régime restrictif (ZRR), telle que définie dans le décret n°2011-1425 relatif à la protection du potentiel scientifique et technique de la nation (PPST). L’autorisation d’accès à une zone est délivrée par le chef d’établissement, après avis ministériel favorable, tel que défini dans l’arrêté du 03 juillet 2012, relatif à la PPST. Un avis ministériel défavorable pour un poste affecté dans une ZRR aurait pour conséquence l’annulation du recrutement.
Politique de recrutement :
Dans le cadre de sa politique diversité, tous les postes Inria sont accessibles aux personnes en situation de handicap.
Contacts
- Équipe Inria : CASCADE
-
Directeur de thèse :
Arzani Francesco / francesco.arzani@inria.fr
L'essentiel pour réussir
- Master's degree (or equivalent) in Physics, Mathematics, or a related field
- Strong background in quantum information and/or quantum optics
- Curiosity for connecting algebraic structures (symmetries, Hamiltonians) to physical and information-theoretic properties
A propos d'Inria
Inria, l'institut national de recherche dans les sciences et technologies du numérique, est en appui de l’État pour les stratégies nationales de recherche et d’innovation du numérique en tant qu'Agence de programmes. Inria mène plus de 300 projets de recherche et d’innovation avec ses 3500 scientifiques, ingénieurs et personnels d’appui, en partenariat avec les universités et l’écosystème numérique (entreprises, entrepreneurs, acteurs publics). Ensemble, nous explorons des domaines clés comme l'intelligence artificielle, la cybersécurité, l’informatique quantique, le Cloud, la transformation numérique de la santé, les jumeaux numériques ou encore les technologies numériques pour la défense. Nous construisons des solutions concrètes telles que des logiciels, des startups technologiques, des partenariats avec les entreprises du tissu national et des formations de pointe. Notre objectif : l’impact scientifique, technologique et industriel au service de la souveraineté numérique de la France.