Dans la quête de l’informatique de pointe dans des domaines tels que la cybersécurité, mitacs stagiaire se concentre sur l’écart entre les systèmes quantiques à deux états et à plusieurs niveaux.
Lorsque Vladyslav Los, un étudiant de premier cycle à l’Université RWTH d’Aix-la-Chapelle, en Allemagne, a postulé à Mitacs Stage de recherche Globalink , il savait qu’il voulait étudier dans le domaine de la physique quantique et de l’informatique quantique. C’est au cours d’une entrevue avec M. Adrian Lupascu, professeur agrégé à l’Institut d’informatique quantique de l’Université de Waterloo, qu’il a commencé à voir une voie à suivre passionnante.
M. Lupascu avait un projet pour un stagiaire qui voulait examiner comment faire un contrôle optimal dans les systèmes à plusieurs niveaux, ou comment contrôler les systèmes quantiques qui ont plusieurs états.
« Il n’y a pas beaucoup de gens qui font actuellement des recherches sur le sujet et cela l’a rendu encore plus intéressant pour moi », partage Los.
Parce que l’informatique quantique en est à ses premiers stades de développement, il existe une opportunité opportune de la transformer en un système physique pour des applications spécialisées telles que l’intelligence artificielle, la cybersécurité, la modélisation financière et la conception de médicaments, qui sont trop avancées pour les limites des ordinateurs standard. L’intérêt national et international pour le développement des technologies quantiques est tel que le gouvernement du Canada a récemment annoncé une stratégie quantique nationale pour faire progresser le domaine.
Dans le cas des efforts du Dr Lupascu, le travail nécessite des recherches sur la façon de mieux faire les calculs, de mieux corriger les erreurs et d’enregistrer autant d’informations précises que possible sur un système à plusieurs niveaux qui est très différent du système informatique classique à deux niveaux.
Dans un domaine aussi complexe que celui-là, il est utile d’apporter un équilibre entre les connaissances et la curiosité lorsqu’il s’agit de recherche. Le Dr Lupascu note que « bien que les étudiants de premier cycle aient peut-être un peu moins en termes de volume de connaissances que les étudiants diplômés, bon nombre d’entre eux ont clairement l’enthousiasme et une forte motivation pour apprendre ».
Cela s’est avéré être le cas avec Los. Alors qu’il n’en était qu’au quatrième semestre de son programme de baccalauréat, Los a apporté ses connaissances, son enthousiasme et le bon état d’esprit pour s’assurer que l’équipe progressait bien.
Des qubits aux qudits : construire un ordinateur quantique utile
De nombreux systèmes quantiques ont un grand nombre de niveaux ; en fait, certains ont une infinité. Dans le cadre de ce projet, l’équipe du Dr Lupascu s’étendait au-delà du codage de l’information dans les systèmes à deux états standard (qubits) en systèmes multidimensionnels (qudits).
Certains concepts s’appliquent aux qubits qui ne s’étendent pas aux systèmes à états multiples. Plus le nombre d’États impliqués est élevé, plus il devient difficile de suivre l’information, par exemple.
En obtenant un meilleur contrôle des systèmes pour trois États ou plus, l’équipe espère l’utiliser comme base pour des démonstrations de petits processeurs d’information avec plusieurs systèmes mis en place, et donc ouvrir la voie à la construction d’un ordinateur quantique utile.
Un stage en ligne mène à de futures opportunités
Bien que le stage ait dû être effectué entièrement en ligne en raison des restrictions liées à la COVID-19, Los a partagé que toute l’expérience était excellente, en fait, mieux que ce à quoi il s’attendait après avoir appris qu’il ne serait pas en mesure de voyager au Canada.
« Mon objectif principal était d’apprendre du professeur Lupascu et de profiter de ce projet en termes d’éducation. J’étais là pour apprendre », dit Los. Il a apprécié les réunions d’équipe hebdomadaires et les communications virtuelles continues tout au long du stage, ainsi que les événements en ligne que Mitacs a offerts pour rassembler les étudiants.
Los s’est même vu offrir un emploi d’assistant étudiant à son université d’origine, et il attribue ce qu’il a appris pendant son stage comme l’aidant dans le processus d’entrevue. De plus, Los et le Dr Lupascu explorent la possibilité de poursuivre leur travail ensemble à l’avenir.
Certains des résultats que l’élève a pu atteindre lui ont donné un aperçu de la nature des difficultés. Maintenant, ils peuvent mieux comprendre comment gérer les problèmes et développer un contrôle quantique amélioré des systèmes à plusieurs niveaux.
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Nous sommes également reconnaissants envers nos partenaires internationaux. En 2021-2022, Mitacs est heureuse de travailler avec des partenaires de l’Australie, de la Belgique, du Brésil, de la Chine, de la Colombie, de la France, de l’Allemagne, de Hong Kong, de l’Inde, d’Israël, du Japon, de la Corée, du Mexique, de Singapour, de Taïwan, de la Tunisie, de l’Ukraine, du Royaume-Uni et des États-Unis pour soutenir Globalink (voir la liste complète des partenaires de l'Stage de recherche Globalink et l'Bourse de recherche Globalink).
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