Sujet de stage
Titre :
Commande sans modèle pour la dynamique des qubits supraconducteurs dans
le cadre de la préparation d'états quantiques
Dates :
2025/03/01 - 2025/05/01
Encadrant(s) :
Autre(s) encadrant(s) :
Jean-Philippe CONDOMINES (jean-philippe.condomines@enac.fr)
Description :
Sujet : La préparation d'états quantiques précis (ou "quantum state preparation" en anglais) est un,processus fondamental en informatique quantique et
en physique quantique. Elle vise à manipuler un système quantique afin de le placer dans un état spécifique souhaité. Ce processus consiste à contrôler
un système quantique, tel qu'un qubit, pour qu'il évolue d'un état initial vers un état cible, tout en répondant à des exigences de grande fidélité et de
robustesse face aux perturbations.
Dans le cas des qubits supraconducteurs, l'atteinte de ces objectifs est souvent compromise par des dynamiques complexes et mal caractérisées,
affectées par des phénomènes tels que le bruit, des couplages indésirables, et des effets quantiques non modélisés. Bien que la littérature propose
plusieurs méthodes de contrôle pour ces systèmes, la commande prédictive par modèle (MPC) est généralement adaptée lorsque les caractéristiques du
système sont bien connues, permettant ainsi un contrôle optimal (voir article : https://arxiv.org/abs/2201.05266). Cependant, pour les qubits
supraconducteurs, la modélisation précise de la dynamique s'avère souvent difficile en raison d'éléments physiques non pris en compte, de bruits
instrumentaux et de couplages non désirés. Ces limitations réduisent l'efficacité des approches basées sur un modèle. La commande sans modèle (MFC)
se présente comme une alternative prometteuse et a été largement explorée dans la littérature par des chercheurs comme Cédric Join du CRAN et
Michel Fliess de l'X (voir article : https://arxiv.org/abs/1305.7085).
L'objectif de ce stage sera de développer une méthode de commande sans modèle (MFC) pour la préparation d'états quantiques dans la dynamique des
qubits supraconducteurs, en utilisant un code de commande prédictive par modèle (MPC) existant comme point de départ. Dans un premier temps, le
stagiaire utilisera ce code pour maîtriser les techniques de contrôle actuelles et explorer les spécificités de la préparation d'états quantiques. Ensuite, il
adaptera le code pour mettre en oeuvre une commande sans modèle, permettant d'ajuster les impulsions de contrôle en temps réel, de manière réactive
aux retours d'état, sans avoir recours à une optimisation avancée.
en physique quantique. Elle vise à manipuler un système quantique afin de le placer dans un état spécifique souhaité. Ce processus consiste à contrôler
un système quantique, tel qu'un qubit, pour qu'il évolue d'un état initial vers un état cible, tout en répondant à des exigences de grande fidélité et de
robustesse face aux perturbations.
Dans le cas des qubits supraconducteurs, l'atteinte de ces objectifs est souvent compromise par des dynamiques complexes et mal caractérisées,
affectées par des phénomènes tels que le bruit, des couplages indésirables, et des effets quantiques non modélisés. Bien que la littérature propose
plusieurs méthodes de contrôle pour ces systèmes, la commande prédictive par modèle (MPC) est généralement adaptée lorsque les caractéristiques du
système sont bien connues, permettant ainsi un contrôle optimal (voir article : https://arxiv.org/abs/2201.05266). Cependant, pour les qubits
supraconducteurs, la modélisation précise de la dynamique s'avère souvent difficile en raison d'éléments physiques non pris en compte, de bruits
instrumentaux et de couplages non désirés. Ces limitations réduisent l'efficacité des approches basées sur un modèle. La commande sans modèle (MFC)
se présente comme une alternative prometteuse et a été largement explorée dans la littérature par des chercheurs comme Cédric Join du CRAN et
Michel Fliess de l'X (voir article : https://arxiv.org/abs/1305.7085).
L'objectif de ce stage sera de développer une méthode de commande sans modèle (MFC) pour la préparation d'états quantiques dans la dynamique des
qubits supraconducteurs, en utilisant un code de commande prédictive par modèle (MPC) existant comme point de départ. Dans un premier temps, le
stagiaire utilisera ce code pour maîtriser les techniques de contrôle actuelles et explorer les spécificités de la préparation d'états quantiques. Ensuite, il
adaptera le code pour mettre en oeuvre une commande sans modèle, permettant d'ajuster les impulsions de contrôle en temps réel, de manière réactive
aux retours d'état, sans avoir recours à une optimisation avancée.
Mots clés :
Quantique, MFC, MPC
Conditions :
Stage de 2 mois minimum et 6 mois maximum
Département(s) :
| Contrôle Identification Diagnostic |
Financement :
Financement ENAC Toulouse
