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Publication du programme PAUSE – ANR Ukraine pour l’accueil de scientifiques ukrainiens et ukrainiennes dans des laboratoires français
CE48 - Fondements du numérique : informatique, automatique, traitement du signal

Estimation et contrôle des systèmes quantiques ouverts – Q-COAST

Résumé de soumission

Le contrôle quantique tente d'appliquer et d'étendre les principes déjà utilisés pour les systèmes de contrôle classiques au domaine quantique. Nous espérons ainsi établir une théorie de contrôle spécifiquement dédiée à la régulation des systèmes quantiques.


Cette proposition aborde certains problèmes clés liés au contrôle des systèmes quantiques ouverts en appliquant un contrôle par rétroaction quantique. Les systèmes quantiques ouverts sont des systèmes quantiques en interaction avec un environnement. Cette interaction perturbe les états du système et entraîne une perte d'informations du système vers l'environnement. Cependant, en appliquant un contrôle de rétroaction quantique, le système peut “lutter” contre cette perte d'informations. Le principal obstacle est que les stratégies standard du contrôle classique ne sont pas immédiatement applicables aux systèmes quantiques. Bien que la théorie ait beaucoup évolué, il reste de nombreuses questions en suspens concernant l'optimalité, la robustesse et les meilleures méthodes de conception permettant de traiter des modèles quantiques génériques pouvant être implémentés dans des expériences concrètes avec moins de difficultés. Le premier objectif de Q-COAST est de développer des stratégies plus efficaces et plus robustes pour la conception à rétroaction quantique appliquée aux systèmes quantiques ouverts. Deuxièmement, nous examinons la situation dans laquelle les entrées sont dans des états non classiques, le cas où la généralisation du cas classique au cas quantique devient plus difficile. Ces états sont d'une importance cruciale pour le traitement de l'information quantique évolutive. Notre troisième objectif est d'aller au-delà des outils existants pour concevoir des estimateurs et des contrôleurs. Ceci sera réalisé en introduisant de nouvelles voies via l’interaction entre les domaines de la mécanique statistique quantique, de la géométrie de l’information quantique, du filtrage quantique et du contrôle par rétroaction quantique. L'objectif final est de développer d'autres simulations numériques des composants quantiques et de mettre en œuvre les stratégies proposées dans des expériences réelles. Afin de réaliser ces implémentations expérimentales, le projet impliquera une collaboration avec les principaux groupes expérimentaux qui ont appliqué avec succès les principes théoriques du contrôle par rétroaction aux systèmes quantiques actuels.

Coordinateur du projet

Madame Nina H Amini (Laboratoire des Signaux et Systèmes)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

L2S Laboratoire des Signaux et Systèmes
LCF Laboratoire Charles Fabry
IMT Institut de Mathématiques de Toulouse
Aberystwyth University / Institute of Mathematics & Physics
University of Nottingham / School of Mathematical Sciences
University of Tokyo / Furusawa & Yoshikawa Laboratory, Department of Applied Physics
Hong Kong Polytechnic University / Department of Applied Mathematics
Stanford University / Ginzton Laboratory, Applied Physics Department
Open AI

Aide de l'ANR 230 911 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2020 - 48 Mois

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