Calcul quantique à l'IRIF Cette page regroupe les activités, programmes et réseaux auxquelles en lien avec le calcul quantique auxquels participent l'IRIF, ainsi que les principales membres permanents impliqués depuis janvier 2023. Principaux axes de recherche liés au calcul quantique En calcul quantique, l’IRIF est principalement reconnu pour ses contributions portant sur la conception et l’analyse d’algorithmes, l’étude des modèles de calculs, et les fondements des langages de programmation. De plus, en 2014, l’IRIF a co-fondé à Paris le Paris Centre for Quantum Computing (PCQC). Ce centre regroupe des informaticiens, des physiciens théoriciens et expérimentaux et des mathématiciens qui travaillent à Paris et en région parisienne. Plus précisément, deux équipes de l'IRIF sont plus particulièrement actives sur ce domaine de recherche : L’équipe Algorithmes et complexité conçoit des algorithmes quantiques pour de nouvelles applications et établit leurs limites. L’équipe Preuves et programmes construit les fondements théoriques des langages de programmation quantique. Principaux membres permanents de l'IRIF concernés De l'équipe Algorithmes et complexité : Simon Apers Christina Boura Geoffroy Couteau Pierre Fraigniaud Iordanis Kerenidis Sophie Laplante Frédéric Magniez Claire Mathieu Michele Orru Adi Rosén Miklos Santha David Saulpic Adrian Vladu De l'équipe Preuves et programmes : Giovanni Bernardi Thomas Ehrhard Claudia Faggian Delia Kesner Paul-André Melliès Alexis Saurin Réseaux académiques Quantum Technologies at Paris Cité and Sorbonne Paris Nord QuanTech@Paris rassemble les expertises complémentaires d’informaticiens, de physiciens théoriciens et expérimentateurs, ainsi que d’historiens, afin de favoriser le développement des technologies quantiques au sein d’UPCité, en association avec l’USPN et Inria. La valeur ajoutée de QuanTech@Paris est d’offrir une structure locale flexible, capable de favoriser les synergies et l’émergence rapide de nouvelles idées. Le projet a commencé en 2025 pour 6 ans. Graduate School QuanTech d'Université Paris Cité La Graduate School Quantum Technologies d'Université Paris Cité forme ses étudiant·es au travers d’une base de connaissances solides dans le domaine de l’information et des technologies quantiques. Les compétences développées pendant cette formation, assurent aux étudiant·es une variété d’opportunités dans ce domaine en pleine effervescence, allant du monde de l’entreprise à celui de la recherche via une formation doctorale. En particulier, nous co-animons : Le séminaire QuanTech pour les étudiants en master et en thèse : poster 2022, poster 2023, poster 2024 Quantum programming sessions at Université Paris Cité PCQC & PCQT Le Paris Centre for Quantum Technologies est un consortium scientifique qui réunit 3 universités parisiennes - Université Paris Cité, Université PSL, Sorbonne Université - ainsi que le CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - et Inria - Institut National de Recherche en Sciences et Technologies du Numérique. Ce consortium a été créé à la suite des actions entreprises au cours des dernières années par la Fédération de Recherche du CNRS PCQC - Paris Center for Quantum Computing - une expérience pilote et pionnière pour la structuration de la communauté de l'information quantique à Paris. PCQC a rassemblé des chercheurs et chercheuses du CNRS, de l'Université Paris Cité et de la Sorbonne Université. GdR TeQ Le Groupement de Recherche Technologies quantiques du CNRS rassemble la communauté française multidisciplinaire dont les activités de recherche relèvent du spectre large des technologies quantiques, allant de la physique à l’informatique, aux mathématiques ou à la chimie. Ses sujets englobent tous les supports physiques à l’information quantique et marient les développements théoriques et expérimentaux couvrant l’ensemble du domaine, des aspects très exploratoires à l’ingénierie des technologies matures. GdR IM Le groupement de recherche du CNRS Informatique Mathématique héberge depuis 2006 un Groupe de Travail Informatique Quantique. Le GT IQ regroupe la communauté informaticienne française dont les travaux ou les intérêts portent sur l’Informatique Quantique en général. L’une des principales missions du GT IQ est de créer une synergie de sa communauté dispersée dans 20 laboratoires dans le but de renforcer le nombre de sites français à reconnaissance internationale sur la thématique de l’Informatique Quantique. DIM IdF QuanTiP Le réseau francilien QuanTiP – Quantum Technologies in Paris Region – porté par le CNRS et coordonné par Hélène Perrin, du Laboratoire de physique des lasers (LPL – CNRS/Université Sorbonne Paris Nord), a été labellisé Domaine de recherche et d’innovation majeur (DIM) par la Région Île-de-France pour une durée de cinq ans. Il fédère dans le domaine compétitif des technologies quantiques un ensemble d’équipes académiques au meilleur niveau mondial et un vivier de startups et d’entreprises franciliennes, à même de favoriser la transition entre recherche fondamentale et valorisation, afin de faire émerger des innovations de rupture et de nouvelles applications et d’accélérer le transfert de technologies quantiques vers l’industrie. Contrats européens La commission européenne soutient les activités quantiques des membres concernés depuis 2000. Les projets actuellement en cours sont : Quantum algorithms for optimization (QOPT): L'objectif de ce projet est de pousser beaucoup plus loin l'utilisation des ordinateurs quantiques pour les tâches d'optimisation, en développant de nouveaux algorithmes quantiques qui vont bien au-delà des capacités des meilleurs ordinateurs classiques que nous avons aujourd'hui. Quantum Computing and its Calculi (QCOMICAL): Les sujets d'intérêt incluent les mesures informationnelles des corrélations non classiques, la non-localité, les algorithmes quantiques, les fondements de la mécanique quantique, la calculabilité et l'informatique quantique, les fondements des langages de programmation quantiques (théorie des types, théorie des catégories, lambda-calcul). Plan national PEPR Technologies quantiques Le projet EPIQ – Quantum Software se concentre sur la spécification et la compréhension des briques logicielles nécessaires au bon fonctionnement d’un processeur quantique (compilation, manipulations, optimisation, langages intermédiaires, certification, etc.). Il vise également a développer de nouveaux algorithmes quantiques dans des domaines comme l’apprentissage machine (Machine Learning), l’optimisation ou la chimie, ainsi qu’à faciliter la simulation des machines actuelles pour mieux comprendre leur fonctionnement. En particulier l'IRIF est impliqué dans les axes Algorithmes : Appréhender les avantages comme les limites de l’informatique quantique que ce soit au travers de recherches sur la complexité quantique ou de découvertes et d’améliorations d’algorithmes. Langages, méthodes formelles et modèles de calculs pour l’informatique quantique : Définir le cadre dans lequel se feront les calculs quantiques grâce à l’introduction de langages de haut niveau, la comparaison de modèles de calcul et l'exploitation de leurs relations pour optimiser l’exécution de programmes. QuantEdu-France QuantEdu-France est financé par le programme ANR « Compétences et Métiers d'Avenir (CMA) » France 2030. Son objectif est de répondre aux besoins croissants de l'industrie Quantique par le biais des actions locales et nationales, orientées aux étudiants en licence, master et doctorat d'horizons différents. Le projet QuanTEdu-France prévoit notamment la mise en place d’actions de sensibilisation pré-universitaire, la structuration de l’offre de formation initiale sur ce domaine, le développement d’UE transverses et interdisciplinaires, la mise en place de MOOC pour la formation continue. Plateformes de calcul Plateforme HPCQS Le projet High-Performance Computer and Quantum Simulator hybrid (HPCQS) vise à intégrer deux simulateurs quantiques, contrôlant chacun plus de 100 qubits dans des superordinateurs situés dans deux centres européens de calcul haute performance en France et en Allemagne. En joignant ses efforts à ceux du monde universitaire, des organismes de recherche et de technologie et de l'industrie, l'Europe développe sa compétitivité technologie pour les applications nécessitant des simulations complexes et la résolution de problèmes d'optimisation. Le projet HPCQS joue un rôle clé en permettant aux entités de recherche et aux industries d'exploiter les technologies quantiques. Plateforme HQI HQI est une initiative intégrée. Elle associe une plateforme de calcul hybride couplant plusieurs technologies quantiques au supercalculateur Joliot Curie de GENCI au TGCC (CEA), et un programme de recherche – académique et industrielle, et de dissémination des usages. L’initiative HQI vise à servir les besoins des chercheurs académiques et industriels français et européens, voulant évaluer gratuitement sur une infrastructure publique le potentiel du calcul quantique pour leurs applications ainsi qu’à développer des collaborations internationales pour favoriser la recherche ouverte.