Sciences et Technologies Quantiques

Fondamentaux quantiques

Mécanique quantique avancée, information quantique, théorie des systèmes ouverts, thermodynamique quantique, mathématiques pour la physique (espaces de Hilbert, groupes)

Composants et matériaux

Propriétés physiques des matériaux, points quantiques et transport quantique, matériaux quantiques et technologies émergentes (isolants topologiques, 2D, centres NV)

Optique et photonique

Optique quantique (états cohérents, comprimés, intrication), circuits intégrés photoniques (PIC), détection photonique (SPAD, SNSPD)

Informatique et calcul

Calcul quantique (algorithmes, circuits), programmation quantique (Qiskit, Perceval), intelligence artificielle pour le quantique (réseaux de neurones classiques)

Métrologie et capteurs

Métrologie quantique (limites SQL/HL, QFI), détection quantique (centres NV, atomes froids, SQUID), capteurs interférométriques

Communications et sécurité

Cryptographie quantique (BB84, E91, QKD), répéteurs quantiques, réseaux quantiques, cryptographie post-quantique

Apprentissage et IA

Machine learning quantique (QSVM, VQC, QGAN, QAOA, réseaux de tenseurs)

Modélisation et calcul

– Formaliser un problème physique en langage quantique (espaces de Hilbert, opérateurs). 
– Calculer des probabilités de mesure, des valeurs moyennes, des commutateurs, des valeurs propres. 
– Dériver et résoudre des équations maîtresses (Lindblad) pour les systèmes ouverts.

Simulation numérique

–Simuler l’évolution des systèmes quantiques aves QuiTIP, concevoir et exécuter des circuits quantiques avec Qiskit, et modéliser des circuits photoniques avec Perceval

– Implémenter des protocoles de cryptographie et des algorithmes (Grover, Shor, VQE, QAOA). 
– Utiliser l'IA (réseaux de neurones) pour l'analyse de données quantiques.

Expérimentation et instrumentation

– Choisir un détecteur (SPAD, SNSPD, PIN) adapté à une application (QKD, capteurs). 
– Interpréter des spectres de photoluminescence et des courbes de transport. 
– Concevoir des circuits photoniques intégrés (layout, simulation meep/gdsfactory).

Protocoles et systèmes

– Implémenter BB84, E91 et analyser le QBER. 
– Concevoir un interféromètre quantique (Mach-Zehnder) pour la mesure de phase. 
– Appliquer la métrologie quantique (calcul de sensibilité, états comprimés/intriqués).

Recherche et innovation

– Réaliser une veille scientifique et technologique dans un domaine en évolution rapide. 
– Concevoir et mener un projet de recherche ou de R&D (PFE). 
– Analyser, synthétiser et critiquer des résultats expérimentaux ou numériques.

Communication scientifique

– Rédiger un rapport scientifique (mémoire) clair et structuré. 
– Présenter et défendre ses travaux devant un jury. 
– Vulgariser des concepts quantiques complexes auprès d'un public non spécialiste.

Travail en équipe

– Collaborer efficacement dans des projets interdisciplinaires (physiciens, informaticiens, ingénieurs). 
– Participer à des réunions d'équipe et des séminaires.

Langues et outils

– Lire et comprendre la littérature scientifique en anglais. 
– Maîtriser les outils numériques (Python, Git, LaTeX, plateformes cloud quantiques).