Post-Doctorant·e en Théorie de l'Information Quantique des Systèmes Bosoniques H/F - Service Public

La communication quantique est appelée à jouer un rôle central dans les futurs réseaux quantiques et, à terme, dans le développement d'un internet quantique mondial. Les systèmes bosoniques constituent une plateforme naturelle pour la communication quantique, en raison de leur capacité à transmettre de l'information quantique par fibres optiques ou en espace libre. Un défi fondamental consiste à déterminer les capacités ultimes de transmission de l'information de tels systèmes, quantifiées par les capacités des canaux quantiques correspondants.

Si les systèmes bosoniques gaussiens sont aujourd'hui relativement bien compris, la description théorique des systèmes bosoniques non gaussiens reste beaucoup moins développée, malgré le rôle essentiel des ressources non gaussiennes dans le traitement de l'information quantique. En particulier, la détermination des capacités des canaux non gaussiens est étroitement liée à des problèmes ouverts de longue date portant sur des inégalités entropiques quantiques.

Ce projet postdoctoral étudiera les propriétés mathématiques et informationnelles des états et canaux quantiques bosoniques. Les recherches porteront sur le développement de nouveaux outils théoriques pour les systèmes bosoniques non gaussiens, l'étude d'inégalités entropiques fondamentales, ainsi que l'application de ces résultats à la caractérisation et au calcul des capacités de communication quantique.

1. Assurer des activités de recherche en théorie de l'information quantique
- Étudier les propriétés mathématiques et informationnelles des états et canaux quantiques bosoniques, en mettant particulièrement l'accent sur les systèmes non gaussiens.
- Étudier et chercher à démontrer des inégalités entropiques quantiques intervenant en théorie de l'information quantique bosonique, notamment des inégalités liées à l'action des diviseurs de faisceau et d'autres transformations bosoniques physiquement pertinentes.
- Développer de nouveaux outils mathématiques pour l'analyse des états et canaux bosoniques non gaussiens, en s'appuyant notamment sur des méthodes issues de la théorie de l'information quantique, de l'analyse matricielle et des opérateurs, de la théorie de la majorisation et de domaines connexes.
- Appliquer ces résultats à la caractérisation de la transmission de l'information à travers les canaux quantiques bosoniques, en particulier à l'établissement de formules de capacité ainsi que de bornes supérieures ou inférieures sur les capacités de communication.
- Explorer les liens entre les méthodes développées et d'autres problématiques de la théorie de l'information quantique et de la physique mathématique.
- Contribuer à la réalisation des objectifs scientifiques et des livrables du projet de recherche.
- Présenter et discuter les résultats de recherche au sein de l'équipe ainsi qu'avec des collaborateurs extérieurs.
- Préparer des publications scientifiques présentant les résultats des travaux de recherche.

2. Assurer des activités d'enseignement, d'encadrement et de tutorat
- Assurer des séances de travaux dirigés dans le cadre d'un cours de théorie de l'information quantique.
- Préparer et mettre à jour des feuilles d'exercices, des corrigés et d'autres supports pédagogiques pour ce cours.
- Encadrer des projets étudiants et, le cas échéant, des stages de recherche.
- Contribuer à l'accompagnement scientifique de doctorants et d'autres jeunes chercheurs travaillant sur des thématiques connexes.

3. Contribuer à la notoriété de Télécom SudParis, de l'Institut Mines-Télécom et de l'Institut Polytechnique de Paris
- Publier les résultats des travaux de recherche dans des revues internationales à comité de lecture et dans des actes de conférences.
- Présenter les résultats de recherche lors de conférences internationales, d'ateliers, de séminaires et de rencontres scientifiques.
- Participer à des collaborations scientifiques avec des institutions académiques et des centres de recherche en France et à l'étranger.
- Contribuer à l'animation scientifique et à la visibilité du département et de l'établissement.

4. Activités diverses
- Participer aux activités scientifiques et académiques du département et de l'établissement.
- Participer aux séminaires de recherche, aux réunions de projet et aux autres activités scientifiques collectives.
- Rendre compte de l'avancement et des résultats des activités

Niveau de formation et/ou expérience requis:

· Doctorat en physique, mathématiques, informatique, ingénierie, ou dans un domaine connexe pertinent pour la théorie de l'information quantique.

· Expérience de recherche en théorie de l'information quantique, physique mathématique, théorie de la communication quantique, optique quantique théorique, ou dans un domaine étroitement lié.

· Expérience des approches analytiques et mathématiques appliquées à des problèmes de théorie de l'information quantique.

Compétences, connaissances et expériences indispensables :

· Maîtrise de l'anglais écrit et oral.

· Solides connaissances scientifiques en théorie de l'information quantique.

· Solides compétences mathématiques et analytiques.

· Connaissance de la mécanique quantique et de la théorie de l'information quantique.

· Connaissance des canaux quantiques, des entropies quantiques et des méthodes issues de la théorie de l'information.

· Connaissance des systèmes quantiques bosoniques.

· Capacité à formuler et à traiter de manière autonome des problèmes théoriques complexes.

· Excellentes capacités de communication et de rédaction scientifiques.

Compétences, connaissances et expériences souhaitables :

· Expérience de la théorie de la majorisation, des inégalités matricielles ou des inégalités d'opérateurs en information quantique.

· Connaissance de l'information quantique non gaussienne.

· Expérience des capacités de communication quantique ou de problématiques connexes en théorie de Shannon quantique.

· Maîtrise ou familiarité avec des outils symboliques ou numériques permettant d'explorer des problèmes théoriques, tels que Python, Mathematica ou MATLAB.

Capacités et aptitudes :

· Capacité à travailler de manière autonome ainsi qu'en collaboration au sein d'une équipe de recherche.

· Capacité à interagir efficacement avec des chercheurs issus de différents domaines scientifiques.

· Capacité à synthétiser des idées scientifiques complexes et à rédiger des publications et rapports scientifiques de grande qualité.

· Bonnes capacités d'organisation.

· Esprit d'initiative, rigueur et curiosité intellectuelle.

· Créativité dans l'approche de problèmes théoriques ouverts.

· Autonomie et motivation.