Missions

Un poste de post-doctorant est ouvert dans le groupe d'Alexia Auffèves (MajuLab, CQT, Singapour) pour explorer la thermodynamique et l'énergétique des systèmes quantiques hors-équilibre). Ce poste fait partie du projet OECQ (Optimiser le coût énergétique de l'informatique quantique) financé par BPIFrance, en collaboration avec le LPMMC (Grenoble, France), l'entreprise EDF et les startups Alice&Bob et Quandela.

Rôle - Le(a) post-doctorant(e) construira le cadre pour modéliser les processus en jeu et analyser leurs coûts en énergie/entropie. Il travaillera en étroite collaboration avec les équipes françaises du consortium, et contribuera à l'analyse des données des expériences éventuellement inspirées par le travail théorique. Il/elle encadrera des doctorants et des étudiants en master (en particulier, un doctorant sera recruté pour travailler sur le projet), écrira des articles, présentera le travail dans des conférences et contribuera activement à la vie scientifique du groupe. Le projet a un objectif large et la créativité est encouragée.

Contexte - On s'intéresse aux systèmes ouverts hors équilibre tels que les atomes pilotés échangeant des photons avec des bains thermiques (cas des équations de Bloch optiques), jusqu'aux cavités optiques non linéaires pilotées donnant lieu à des effets de mémoire, en passant par les cavités échangeant des paires de photons avec le vide (cas des codes de chat du calcul bosonique). De tels systèmes sont omniprésents dans les technologies quantiques, car ils ouvrent la voie à des techniques d'ingénierie des réservoirs et à des moyens efficaces de stabiliser, de traiter ou d'extraire l'information.

A propos du projet OECQ « Optimiser le coût énergétique de l'informatique quantique » est un projet de 5 ans financé par la BPI. Le consortium regroupe l'équipe académique du CNRS |QET, les deux startups quantiques Alice&Bob (ordinateur quantique basé sur les codes de chat) et Quandela (ordinateur quantique basé sur les photons) ainsi qu'EDF (leader français de la production d'électricité). L'OECQ vise à maximiser l'efficacité énergétique des ordinateurs quantiques respectivement construits par Alice&Bob et Quandela, tandis qu'ils exécutent des problèmes industriels concrets co-définis avec EDF.

Objectif du projet - L'objectif du projet est de construire des analyses cohérentes du coût énergétique des processus supportés par les systèmes hors équilibres, de la manière dont ces coûts sont liés à l'irréversibilité des processus, quantifiée par leur production d'entropie, en vue de la dérivation de bornes quantiques utiles pour les technologies quantiques. D'un point de vue applicatif, le cadre que nous développerons sera appliqué pour comparer les codes bosoniques à d'autres plateformes d'informatique quantique. D'un point de vue fondamental, le projet fournira des éléments de base pour l'énergétique quantique, c'est à dire l'étude des flux d'énergie, d'entropie et d'information en présence d'un bruit quantique quelconque.

Méthodes disponibles - Le principal défi à relever est lié à la nature du bruit qui modifie le comportement des systèmes ouverts d'étude. En général, ce bruit n'est pas thermique, ce qui nous empêche d'utiliser les techniques thermodynamiques standard. Une stratégie possible consiste à construire des modèles collisionnels, qui se sont avérés être des approches fructueuses pour fournir des descriptions hamiltoniennes des interactions lumière-matière dans un large éventail de situations. Fait remarquable, les modèles collisionnels sont autonomes, de sorte que l'énergie est globalement conservée - un outil précieux pour obtenir des bilans énergétiques précis. Une stratégie parallèle et plus efficace consiste à exploiter le cadre de la thermodynamique stochastique pour capturer la production d'entropie dans les systèmes ouverts et la relier aux flux d'énergie.

A propos du groupe d'accueil - Le/la chercheur(euse) sera accueilli(e) dans le groupe d'Alexia Auffèves, pionnier dans l'exploration de l'interface entre en optique quantique fondamentale et énergétique quantique, en étroite collaboration avec des groupes expérimentaux et théoriques de haut niveau dans le monde entier. Il/elle bénéficiera de l'expertise du groupe dans la modélisation des dispositifs supraconducteurs et photoniques, des connaissances acquises sur le coût des ressources fondamentales des processus quantiques et de la thermodynamique stochastique.

Activités

Calculs analytiques et numériques, reporting, rédaction d'articles, participation à des conférences, encadrement d'étudiants de thèse et de master

Compétences

- Doctorat en physique quantique théorique, en thermodynamique quantique, en informatique quantique, avec un accent sur les modèles réalistes. Une expérience dans le domaine des qubits supraconducteurs, des trajectoires quantiques, de la physique non linéaire ou des codes bosoniques sera un atout majeur.
- Excellentes capacités d'analyse, d'organisation et de communication.
- Capacité à travailler au sein d'équipes pluridisciplinaires et à plusieurs niveaux de description.
- Expérience avérée en matière de publication de travaux de recherche et de présentations dans des domaines pertinents.
- Créativité, autonomie et capacité à sortir des sentiers battus.

Les candidats intéressés doivent soumettre leur candidature en incluant un CV détaillé, une lettre de motivation expliquant leur intérêt et leur adéquation au poste, deux ou trois lettres de référence et une liste de publications.

Contexte de travail

Un environnement de travail élargi - MajuLab est un laboratoire international commun dont les institutions signataires sont le Centre national français de la recherche scientifique (CNRS), l'Université Côte d'Azur (UCA), Sorbonne Universite (SU), l'Université nationale de Singapour (NUS) et l'Université technologique de Nanyang (NTU). Le chercheur sera basé au Centre for Quantum Technologies, un centre de recherche de longue date dans le domaine des technologies quantiques.

- Opportunité de travailler sur un projet stratégique et de jouer un rôle instrumental dans la structuration du domaine émergent de l'énergétique quantique.
- Poste de chercheur à long terme (jusqu'à 3 ans), donnant amplement le temps de développer de nouvelles compétences et de relever des défis ambitieux.
- Possibilité de superviser des doctorants et des stagiaires, liberté de définir et d'exécuter des plans de travail.
- Diverses collaborations en France et à Singapour dans des environnements très stimulants.
- Excellentes opportunités de développement d'un réseau avec des experts de premier plan du monde universitaire et de l'industrie.

Contraintes et risques

Pas de risques identifiés