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Simulation Quantique - QSIM

by Sebastien_Tanzilli - published on , updated on

- Responsables

Antoine Browaeys , Pascal Degiovanni , Tristan Meunier , & Simon Perdrix

- Objectifs de l’axe

La simulation quantique, même en présence de niveaux de bruits relativement forts, conserve toute ou partie de son utilité. En effet, les systèmes dont la simulation aurait un fort impact sociétal (Ex. chimie quantique, biochimie, pour la synthèse de nouvelles molécules, les nanotechnologies...) sont tous de taille conséquente. Par conséquent ils subissent eux-même de forts niveaux de bruit. Dès lors, si l’objectif est de simuler un système quantique bruité, il n’est nul besoin d’attendre d’avoir un ordinateur quantique parfait. L’implémentation expérimentale de la simulation quantique est un objectif à moyen terme. Ces prémisses commencent à voir le jour.

L’un des objectifs essentiels de cet ART est de rassembler la communauté, théorique et expérimentale, sur le thème de la simulation quantique. Les défis sont nombreux:

  • Étude des modèles quantiques discrets (marches quantiques, automates cellulaires quantiques, ...) qui approximent des phénomènes quantiques continus;
  • Compréhension de la notion de simulation d’un système bruité par un autre;
  • Mise en place de méthodes générales (type analyse numérique des mathématiques appliquées, ou universalité en informatique)
  • Identification de nouveaux systèmes physiques permettant implémenter ces modèles et méthodes;
  • Exploration des possibilités offertes par les ions piégés, la photonique quantique intégrée, les atomes froids piégés dans des réseaux optiques pour la simulation quantique;
  • Évaluation de l’état-de-l’art en termes de niveaux de bruits;
  • Observation des premiers, petits, simulateurs quantiques.

Sous certaines conditions, il est possible de simuler efficacement des systèmes quantiques via des moyens ou des ressources classiques (bound entanglement, stabilizer formalism, etc.). Les corrélations quantiques peuvent également être simulées aux prix de ressources additionnelles telles que de la communication classique entre les diverses parties. Les questions qui concernent la complexité et les limites de la simulation classique de systèmes quantiques font donc également partie intégrante de cet ART.

- Bibliographie pour tous

En construction...

- Synthèses : état de l’art et devenir du thème

En construction...