Physicien.nne sénior.e en quantique computationnel

À propos de Nord Quantique

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$150,000 – $180,000 / an

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

Nos besoins actuels

Notre équipe Théorie et Simulations développe les modèles et les outils numériques qui établissent le lien entre 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 et sont au cœur de l’évaluation et de l’amélioration de notre architecture d’informatique quantique.

Nous recherchons un(e) Physicien(ne) quantique computationnel(le) principal(e) pour diriger le développement de la prochaine génération de méthodes de simulation pour la correction d’erreurs quantiques bosoniques.

Votre mission consistera à développer des infrastructures de simulation évolutives et rigoureusement validées permettant des simulations multimodes à plus haute énergie ainsi qu’une estimation fiable de taux d’erreurs logiques ultra-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.

Vous contribuerez à définir la feuille de route technique, à développer et valider de nouvelles approches numériques et à façonner l’architecture du code de simulation. Vous travaillerez en étroite collaboration avec les autres théoriciens ainsi qu’avec notre équipe de compilation.

Nous prévoyons embaucher des candidats possédant des expertises complémentaires. Vous n’êtes pas tenu(e) d’être spécialiste de tous les domaines décrits ci-dessous, mais vous devez posséder une expertise approfondie dans au moins l’un d’entre eux et être capable de collaborer efficacement avec les autres.

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 peuvent inclure les décompositions en sous-systèmes basées sur la base de Zak, les modèles effectifs de canaux logiques ainsi que les méthodes de simulation à stabilisateurs étendus telles que Pauli+. Déterminer quels effets bosoniques, quelles corrélations et quels processus non-Pauli doivent être conservés, établir les régimes dans lesquels chaque modèle effectif demeure valide et comparer systématiquement ces modèles 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 inclure l’échantillonnage d’importance, les ensembles de trajectoires biaisées, les méthodes de fractionnement (splitting methods), les méthodes de Monte Carlo séquentielles, les méthodes de Monte Carlo par chaînes de Markov ainsi que des techniques connexes.

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 l’équipe Théorie et Simulations, la personne sélectionnée devra :

• Diriger la conception et l’implantation d’algorithmes de simulation évolutifs pour les systèmes quantiques bosoniques et les codes de correction d’erreurs quantiques.
• Établir la feuille de route technique pour l’évolution des capacités de simulation.
• Étendre les simulations à un plus grand nombre de modes, à des nombres de photons plus élevés et à des régimes de taux d’erreurs logiques plus exigeants.
• Développer de nouvelles 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 ainsi que pour l’évolution de matrices densité de systèmes quantiques ouverts.
• Développer et valider des méthodes d’échantillonnage d’événements rares pour l’estimation de taux d’erreurs logiques inaccessibles par échantillonnage direct de type Monte Carlo.
• Développer des modèles effectifs et des modèles au niveau logique, puis les comparer rigoureusement à des simulations bosoniques de plus haute fidélité.
• Définir des critères de référence numériques, des tests de convergence, des estimations d’incertitude et des stratégies de validation pour les nouvelles méthodes de simulation.
• Assurer la responsabilité de l’architecture et de la qualité scientifique de la base de code de simulation, et en piloter l’évolution.
• Veiller à ce que les nouveaux moteurs de simulation s’intègrent harmonieusement derrière des interfaces Python communes et puissent interagir avec le compilateur de l’entreprise ainsi qu’avec l’ensemble de son écosystème logiciel.
• Effectuer des choix éclairés parmi JAX et d’autres environnements numériques haute performance ou cadres de calcul basés sur les réseaux de tenseurs.
• Transformer des prototypes de recherche en logiciels scientifiques fiables, maintenables et rigoureusement testés.
• Encadrer les membres de l’équipe, réaliser des revues techniques et contribuer à l’établissement des meilleures pratiques en recherche computationnelle.
• Communiquer clairement les résultats et les compromis techniques à des publics scientifiques, logiciels et de direction.

Formation et expérience requises :

• PhD en physique, en mathématiques appliquées, en informatique ou dans un domaine connexe, ou expérience de recherche équivalente.
• Plus de 3 années d’expérience postdoctorale dans l’industrie quantique ou le milieu universitaire.
• Expertise approfondie dans au moins l’un des domaines de spécialisation décrits ci-dessus.
• Solide formation en mécanique quantique, en physique numérique, en calcul scientifique ou en information quantique.
• Capacité démontrée à formuler des problèmes computationnels complexes et à développer de nouvelles méthodes numériques pour les résoudre.
• Expérience dans la validation de méthodes numériques approximatives et dans l’identification de leurs domaines d’applicabilité.
• Expérience avec des environnements numériques haute performance tels que JAX, NumPy/SciPy, Julia ou des outils comparables.
• Excellentes compétences en programmation et expérience dans le développement de logiciels scientifiques structurés, testés et maintenables.
• Expérience de leadership dans le cadre d’un projet de recherche ou de développement de logiciels scientifiques.
• Capacité à exercer un leadership technique, à encadrer des collègues et à prendre des décisions architecturales judicieuses dans un contexte d’incertitude scientifique.
• Excellentes aptitudes en communication écrite et orale ainsi qu’une capacité à collaborer avec des spécialistes issus de disciplines scientifiques et d’ingénierie variées.

Atouts supplémentaires

Une expérience dans l’un ou plusieurs des domaines suivants constituerait un atout :

• Correction d’erreurs quantiques bosoniques, codes GKP ou information quantique à variables continues.
• Systèmes quantiques ouverts, équations de Schrödinger stochastiques ou méthodes de trajectoires quantiques.
• Interfaces de compilateurs et 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