Post-doctorat - Problème à N-corps électronique sur ordinateur quantique - H/F

CEA; Bruyères-le-Châtel; Sur place; EUR 42 000 - 52 000; Plein temps

Résumé du poste

CEA Bruyères-le-Châtel recrute un post-doctorat en physique quantique pour aborder le problème à N-corps dans le cadre DMFT, avec des algorithmes quantiques et des simulations sur émulateurs puis ordinateurs quantiques. Vous travaillerez dans le groupe de simulation quantique des matériaux et interviendrez aux côtés du laboratoire Quantum Lab d’Eviden.

Le candidat développera des méthodes basées sur QPU, reformulera des problèmes et participera à des formations, avec l’objectif d’intégrer ABINIT

Qualifications

• Doctorat en physique théorique indispensable.
• Expérience en méthodes DMFT et en physique des états électroniques.
• Connaissance des algorithmes quantiques et de leur mise en œuvre.

Responsabilités

• Programmer des algorithmes quantiques pour résoudre le problème à N-corps dans DMFT.
• Tester les approches sur émulateurs puis sur ordinateurs quantiques.
• Collaboration avec les laboratoires et intégration à ABINIT.

Connaissances

Programmation quantique

DMFT théorie

Théorie quantique

Formation

Doctorat en physique théorique

Outils

ABINIT

QAPTIVA

Description du poste

Post-doctorat - Problème à N-corps électronique sur ordinateur quantique - H/F

Description du poste

Physique théorique

Intitulé de l'offre

Post-doctorat - Problème à N-corps électronique sur ordinateur quantique - H/F

Sujet de stage

La description quantique de la matière condensée demande de résoudre le problème à N-corps constitué par les électrons en interaction avec les autres. La résolution exacte est impossible du fait du grand nombre d’électrons. Il est donc nécessaire d’avoir recours à des approximations. L’une d’entre elle consiste à ne décrire exactement que les interactions entre électrons qui sont importantes. C’est notamment le cas des systèmes (tels que le Fer) dans lesquels les électrons d sont dans des orbitales très localisées spatialement. Dans ce cas, la méthode de champ moyen dynamique (DMFT) offre une bonne description en décrivant exactement les interactions électroniques au sein d’un atome dans le champ moyen des autres. Ce problème d’un atome dans un champ moyen est appelé modèle d’Anderson et constitue en lui-même un problème à N-corps. Des algorithmes quantiques existent pour résoudre ce problème sur un ordinateur quantique.

Durée du contrat (en mois)

2 ans + 2 x 1an renouvelables

Description de l'offre

L'objectif du post-doctorat sera de programmer les algorithmes quantiques pour résoudre le problème à N-corps de la DMFT. On commencera par tester la faisabilité, tout d'abord, sur un émulateur ; puis, dans un second temps, sur un ordinateur (simulateur) quantique. Pour cela, il sera nécessaire de reformuler le problème de manière à le rendre compatible avec le type de technologie quantique utilisée. Au CEA-DAM, nous disposons de deux simulateurs quantiques de technologies différentes, l'un utilisant des atomes froids, l'autre des photons. Le problème à résoudre sera donc formulé différemment sur chacun d'eux.

Le.a candidat.e aura accès à ces technologies, ainsi qu'à un environnement de programmation adapté. Il.elle pourra participer à des formations au codage d’algorithme quantique, ainsi qu'à l'environnement de programmation qaptiva (eviden) ou autre.

Le code produit sur accélérateur quantique pourrait être couplé au logiciel ABINIT, un logiciel de calcul des propriétés microscopiques des matériaux développé dans le cadre d'un projet international collaboratif à haute visibilité.

Le plan de travail pourrait être le suivant :

• Utiliser un algorithme classique de référence, par exemple la méthode du Monte Carlo Quantique, disponible en DMFT dans ABINIT ;
• Modéliser un cas d’usage pour le calcul quantique : le modèle d’Anderson pour le Fer ;
• Coder l'algorithme quantique, en l'orientant ordinateur quantique digital (VQE ou FCI QMC) ;
• Réaliser un benchmark algorithme classique/quantique : comparer le résultat du modèle d’Anderson en classique et en quantique ;
• Estimer les ressources nécessaires pour le passage à l’échelle.

Le.a candidat.e sera intégré.e dans le groupe de simulation quantique des matériaux au CEA Bruyères-le-Châtel.

Le projet se fera en collaboration étroite avec le laboratoire 'Quantum Lab' de Eviden, qui apportera une expertise précise sur les technologies de programmation des ordinateurs quantiques.

Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés.

Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

Ville

Bruyères-le-Châtel

Entité de rattachement

La Direction des Applications Militaires (DAM) du CEA, au cœur des enjeux de la dissuasion nucléaire Française, cherche ses futurs talents. Organisme inclusif, le CEA est handi-accueillant : nos emplois sont ouverts à toutes et tous. Associer les forces et les compétences de chacun pour atteindre nos objectifs est l'une de nos valeurs partagée par nos 4 600 salariés, répartis sur 5 centres. Les 1 800 salariés du centre de Bruyères-le-Châtel, en Ile de France relèvent les défis scientifiques et technologiques au service de notre Sécurité Nationale. Le centre conçoit les charges nucléaires des armes de la dissuasion, garantit leur sécurité et leur fiabilité en s'appuyant sur le programme simulation. Il met son expertise technique au service des activités dans la lutte contre la prolifération nucléaire, le terrorisme et les alertes en cas de séisme ou de tsunami. Il assure l'ingénierie des infrastructures complexes de la DAM, de leur conception à leur démantèlement. Il co-développe avec Atos les supercalculateurs au meilleur niveau mondial, dont sont issus ceux du Très Grand Centre de Calcul du CEA, qu'il exploite pour ses missions Défense et gère au profit de la recherche. Enfin, il exploite les installations nécessaires au maintien en condition opérationnelle et à la conception des chaufferies nucléaires embarquées sur les sous-marin et les porte-avions.

Venez-vous investir et relever des défis avec des moyens technologiques d'exception!

• 15 Avenue des Sablières, 33114 Le Barp, France