Les ordinateurs quantiques développés au cours des 5 dernières années offrent des capacités de calcul encore limitées, mais qui peuvent être optimisées. Zoé Verchère, doctorante au sein de l’Unité de mathématiques appliquées d’ENSTA Paris avec pour encadrants Sourour Elloumi et Andrea Simonetto, propose dans l’article qu’elle présentera à Seattle d’envisager la conception d’un circuit d’ordinateur quantique comme un problème d’optimisation combinatoire, dans lequel on cherche à minimiser la profondeur du circuit.
Ce paramètre est aujourd’hui crucial car les ordinateurs quantiques actuels ne peuvent traiter efficacement que des algorithmes brefs, avec peu d’opérations. La profondeur du circuit doit être optimisée, permettant ainsi l'exécution d'un maximum d'opérations en parallèle plutôt que les unes après les autres.
L’article de Zoé Verchère propose notamment de nouvelles façons de concevoir des circuits quantiques variationnels afin de résoudre des problèmes d’optimisation de polynômes multivariés en variables binaires. Elle s'intéresse en particulier à la conception de circuits de profondeur minimale et montre que ce problème peut être modélisé par un problème d'optimisation linéaire en variables discrètes.
Des simplifications lui permettent d’approcher la solution de ce problème d'optimisation difficile par des solutions rapides à calculer et qui induisent néanmoins un gain significatif par rapport à l’état de l’art en la matière pour ce qui est de la profondeur des circuits quantiques.
L’article sera présenté au cours de la Quantum Week 2023 qui se tiendra du 17 au 22 septembre à Seattle aux États-Unis.
