Post-doctorat - Problème à N-corps électronique sur ordinateur quantique

Post-doctorat - Problème à N-corps électronique sur ordinateur quantique - H/F 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. 2 ans + 2 x 1an renouvelables 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.