Physicien quantique computationnel – niveau intermédiaire

Chez Nord Quantique, nous cherchons à développer une technologie transformatrice en repoussant sans relâche les limites de notre compréhension de la science quantique. Notre équipe interdisciplinaire rassemble des scientifiques, ingénieur·e·s, innovateur·trice·s, bâtisseur·euse·s et passionné·e·s, uni·e·s par une mission : rendre l’informatique quantique accessible et fiable. Nos processeurs quantiques sont conçus pour réduire les erreurs directement au niveau du qubit, ce qui permet un passage à l’échelle efficace vers des ordinateurs quantiques utiles. Nous croyons qu’il est de notre responsabilité de livrer cette technologie au bénéfice de la société.

Situés au cœur des magnifiques Cantons-de-l’Est, au Québec, nous développons notre technologie dans l’écosystème quantique dynamique de Sherbrooke. En misant sur plus d’une décennie d’intégration verticale du hardware quantique, nous tirons parti d’une infrastructure complète en technologies quantiques et microélectroniques.

EmploiPoste permanent, 40 heures par semaine

Salaire$115,000 – $135,000 / an

Contact(819) 975-4654 ,[email protected]

Nos besoins actuels

Dans le cadre de notre croissance continue, nous cherchons une nouvelle personne pour guider notre équipe Théorie et Simulations, bien établie, et contribuer à façonner la prochaine étape de son évolution. Bien que l’expertise scientifique demeure importante, nous recherchons avant tout une personne qui s’épanouit en soutenant les autres, capable de créer un environnement où les chercheur·euse·s sont mobilisé·e·s, motivé·e·s et résilient·e·s face à des défis complexes et encore non résolus.

Notre équipe Théorie et Simulations développe les modèles et les outils numériques qui permettent de relier la physique des dispositifs, les protocoles de contrôle quantique, la correction d’erreurs et les performances logiques. Ces capacités orientent la conception de notre matériel quantique et jouent un rôle central dans l’évaluation et l’amélioration de notre architecture d’informatique quantique.

Nous sommes à la recherche d’un ou d’une physicien·ne quantique computationnel·le principal·e pour diriger le développement de la prochaine génération de méthodes de simulation dédiées à la correction d’erreurs quantiques bosoniques.

La mission principale de cette personne sera de développer des moteurs de simulation évolutifs et rigoureusement validés, capables de prendre en charge des simulations multimodes à plus haute énergie ainsi que l’estimation fiable de taux d’erreurs logiques extrêmement faibles.

L’atteinte de ces objectifs nécessitera de nouvelles représentations et de nouveaux algorithmes plutôt qu’une simple optimisation incrémentale. Parmi les approches prometteuses figurent les réseaux de tenseurs, l’échantillonnage d’événements rares et les méthodes de simulation au niveau logique ou proches du formalisme de Clifford.

Cette personne participera à l’implantation et à la validation de nouvelles méthodes numériques, prendra en charge des projets de simulation clairement définis et contribuera à l’évolution de notre infrastructure logicielle de simulation. En collaboration avec des chercheur·euse·s chevronné·e·s, elle traduira de nouvelles idées computationnelles en outils de simulation fiables et contribuera à l’évaluation de leur précision, de leurs performances et de leurs domaines d’applicabilité.

Nous souhaitons recruter des personnes possédant des expertises complémentaires. Il n’est pas nécessaire de maîtriser l’ensemble des domaines décrits ci-dessous, mais la personne sélectionnée devra posséder une expertise pertinente dans au moins l’un d’entre eux et démontrer un intérêt pour le développement de compétences dans les domaines connexes.

Axes de spécialisation

Les candidat(e)s possédant un profil solide démontreront généralement une expertise approfondie dans un ou plusieurs des domaines suivants :

Simulation bosonique compressée et réseaux de tenseurs

Développer des méthodes évolutives permettant de simuler des systèmes bosoniques multimodes à l’aide de réseaux de tenseurs et de techniques de compression connexes. Explorer leur application à des systèmes de plus grande taille, à des régimes de plus haute énergie ainsi qu’à la dynamique d’états purs et mixtes, tout en établissant leur précision, leurs avantages computationnels et leurs limites d’utilisation.

Simulation au niveau logique et modèles effectifs

Développer des modèles efficaces dans lesquels l’état bosonique complet est remplacé par un qubit logique encodé accompagné d’un nombre contrôlé de degrés de liberté résiduels, de jauge ou de fuite.

Les approches envisagées incluent notamment les décompositions en sous-systèmes dans la base de Zak, les modèles effectifs de canaux logiques ainsi que les méthodes de simulation étendues basées sur les stabilisateurs, Clifford ou Pauli telles que Pauli+. La personne devra déterminer quels effets bosoniques, corrélations et processus non-Pauli doivent être conservés, identifier les domaines de validité de chaque modèle réduit et comparer systématiquement leurs performances aux simulations bosoniques complètes.

Méthodes avancées de Monte Carlo

Développer des techniques de réduction de variance et d’échantillonnage d’événements rares pour l’estimation des taux d’erreurs logiques. Les approches pertinentes peuvent notamment inclure l’échantillonnage d’importance, les ensembles de trajectoires biaisées, les méthodes de division, les méthodes de Monte Carlo séquentielles, les chaînes de Markov Monte Carlo ainsi que d’autres techniques apparentées.

Logiciels scientifiques haute performance

Concevoir et maintenir une plateforme de simulation modulaire capable de supporter plusieurs représentations physiques et moteurs numériques au moyen d’interfaces Python cohérentes. Améliorer les performances grâce à l’utilisation de bibliothèques numériques haute performance, de frameworks compatibles avec les accélérateurs matériels, du parallélisme, de la compilation, du traitement par lots et de structures de données efficaces. Collaborer avec l’équipe Compiler & SDK afin de définir des interfaces robustes entre les programmes quantiques compilés, les modèles de bruit physique, les moteurs de simulation et les flux d’analyse.

En collaboration étroite avec les membres de l’équipe Théorie et Simulations, la personne sélectionnée devra (selon son domaine d’expertise) :

• Développer et implanter des algorithmes de simulation évolutifs pour les systèmes quantiques bosoniques et les codes de correction d’erreurs quantiques.
• Étendre les simulations à un plus grand nombre de modes, à des nombres de photons plus élevés et à des régimes exigeant l’estimation de très faibles taux d’erreurs logiques.
• Étudier des représentations computationnelles exploitant la structure des états GKP et des codes bosoniques multimodes.
• Développer des méthodes de simulation efficaces pour les trajectoires quantiques d’états purs et l’évolution matricielle de systèmes quantiques ouverts.
• Développer et valider des méthodes d’échantillonnage d’événements rares permettant d’estimer des taux d’erreurs logiques inaccessibles par les approches Monte Carlo directes.
• Développer des modèles effectifs et au niveau logique, puis les comparer à des simulations bosoniques de plus haute fidélité.
• Établir des bancs d’essai numériques, des tests de convergence, des estimations d’incertitude et des procédures de validation pour les nouvelles méthodes de simulation.
• Contribuer à l’architecture, à l’implantation, aux essais et à la documentation de l’infrastructure logicielle de simulation.
• Intégrer de nouvelles méthodes numériques au sein d’interfaces Python partagées et contribuer à leur intégration avec le compilateur de l’entreprise et l’ensemble de la pile logicielle.
• Évaluer JAX et d’autres frameworks numériques haute performance ou basés sur les réseaux de tenseurs, afin de sélectionner les outils les plus appropriés à chaque problématique.
• Transformer des prototypes de recherche en logiciels scientifiques fiables, maintenables et rigoureusement testés.
• Participer aux revues techniques et contribuer à l’adoption des meilleures pratiques en recherche computationnelle.
• Communiquer clairement les résultats et les compromis techniques auprès des collaborateurs et collaboratrices scientifiques et d’ingénierie.

Formation et expérience requises :

• PhD en physique, mathématiques appliquées, informatique ou dans un domaine connexe, ou expérience de recherche équivalente.
• Expertise démontrée dans au moins l’un des domaines de spécialisation décrits ci-dessus.
• Solides connaissances en mécanique quantique, physique numérique, calcul scientifique ou information quantique.
• Expérience dans la formulation de problèmes computationnels et dans le développement de méthodes numériques pour les résoudre.
• Expérience dans l’évaluation de méthodes numériques, l’analyse des approximations et l’étude de la convergence ou de la précision des résultats.
• Expérience avec des frameworks numériques haute performance tels que JAX, NumPy/SciPy, Julia ou des outils comparables.
• Excellentes compétences en programmation Python ainsi qu’en développement de logiciels scientifiques structurés, testés et maintenables.
• Capacité à travailler de façon autonome sur des problématiques de recherche et de développement logiciel tout en collaborant efficacement au sein d’une équipe multidisciplinaire.
• Excellentes habiletés de communication écrite et orale.

Compétences et connaissances recherchées

Toute combinaison d’expertises parmi les suivantes sera considérée comme un atout :

• Expérience en correction d’erreurs quantiques bosoniques, en codes GKP ou en information quantique à variables continues.
• Expérience avec les systèmes quantiques ouverts, les équations stochastiques de Schrödinger ou les méthodes de trajectoires quantiques.
• Expérience avec les interfaces de compilateurs ou les représentations intermédiaires.

Profil recherché

• Grande capacité d’adaptation dans un environnement en évolution rapide.
• Esprit de collaboration et volonté de contribuer activement au succès collectif.
• Rigueur, souci du détail et approche méthodique de résolution de problèmes.
• Excellente capacité à établir les priorités et à coordonner efficacement plusieurs activités ou projets simultanément.
• Curiosité scientifique et intérêt marqué pour les défis complexes et interdisciplinaires.
• Autonomie et sens de l’initiative dans la réalisation des objectifs de recherche et de développement.
• Excellentes aptitudes en communication avec des interlocuteurs provenant de disciplines variées.

Nord Quantique s’engage aux principes d’équité, de diversité et d’inclusion dans sa formation, ses lieux de travail et ses activités. Nous encourageons les candidatures provenant de divers milieux et de groupes traditionnellement marginalisés.

Travailler chez Nord Quantique

Vous ferez partie d’une organisation en pleine croissance, au coeur de l’écosystème quantique de Sherbrooke, et participerez activement à l’émergence de technologies du futur. L’environnement de travail est dynamique, interdisciplinaire et résolument tourné vers l’innovation.

Nord Quantique est un employeur qui souscrit au principe d’équité en emploi. Nous sommes résolu·e·s à offrir un milieu de travail inclusif et diversifié, où chaque personne peut s’épanouir, être soutenue et entendue. Nous offrons des horaires flexibles et adaptons nos pratiques pour le bien-être de toutes et tous.

Venir travailler chez Nord Quantique

Nous proposons un accompagnement complet à la mobilité : démarches d’immigration, aide à la recherche de logement, accès à des services de garde et d’éducation, soutien à la recherche d’emploi pour le ou la partenaire, etc. Nous offrons une compensation au déménagement ainsi que des salaires compétitifs.

Avantages sociaux: 5 semaines de vacances par an + une semaine durant le temps des fêtes, assurance collective (y compris soins dentaires), soins virtuels, compte bien-être (accessibles après 3 mois).

Langue de travail: Anglais et/ou français