{"id":20438,"date":"2023-01-04T17:25:22","date_gmt":"2023-01-04T16:25:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/?p=20438"},"modified":"2023-01-04T17:25:23","modified_gmt":"2023-01-04T16:25:23","slug":"decode-quantum-avec-anthony-leverrier-dinria","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2023\/decode-quantum-avec-anthony-leverrier-dinria\/","title":{"rendered":"Decode Quantum avec Anthony Leverrier d&#8217;Inria"},"content":{"rendered":"<p>Nous voici dans le 54e \u00e9pisode des entretiens Decode Quantum o\u00f9, avec Fanny Bouton, nous recevions <strong>Anthony Leverrier<\/strong> d\u2019Inria, apr\u00e8s avoir re\u00e7u Harold Ollivier qui coordonne la recherche dans le quantique chez Inria. Ces \u00e9pisodes sont \u00e9galement diffus\u00e9s par <a href=\"https:\/\/www.frenchweb.fr\/decode-quantum-a-la-rencontre-danthony-leverrier-chercheur-quantique-a-inria\/438283\">Frenchweb<\/a>.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2023\/decode-quantum-avec-anthony-leverrier-dinria\/anthony-leverrier\/\" rel=\"attachment wp-att-20442\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-20442\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Anthony-Leverrier.jpg\" alt=\"\" width=\"250\" height=\"162\" \/><\/a><\/p>\n<p>Anthony Leverrier est chercheur Inria depuis 2012, dans l\u2019\u00e9quipe <a href=\"https:\/\/www.inria.fr\/fr\/cosmiq\">COSMIQ<\/a> anciennement SECRET (8 chercheurs, en cryptographie sym\u00e9trique, et cryptographie bas\u00e9e sur les codes, ainsi qu\u2019en algorithmique et correction d\u2019erreur quantique, notamment Jean-Pierre Tillich qui avait encadr\u00e9 la th\u00e8se de Harold Ollivier, Andr\u00e9 Chailloux sur les algorithmes, et Maria Naya-Plasencia qui a d\u00e9velopp\u00e9 la cryptanalyse quantique de la crypto sym\u00e9trique). Au d\u00e9part, il \u00e9tait ing\u00e9nieur de l\u2019\u00e9cole Polytechnique. Il a ensuite r\u00e9alis\u00e9 une th\u00e8se de doctorat \u00e0 T\u00e9l\u00e9com Paris sur la distribution quantique de cl\u00e9s puis deux post-docs \u00e0 l\u2019ICFO en Espagne et \u00e0 l\u2019ETH Zurich. Il est notamment sp\u00e9cialis\u00e9 en codes de correction d\u2019erreurs.<\/p>\n<p><iframe loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/widget.spreaker.com\/player?episode_id=52244064&amp;theme=light&amp;playlist=false\" width=\"100%\" height=\"200px\" frameborder=\"0\"><\/iframe><\/p>\n<p>Voici comme d&#8217;habitude les points cl\u00e9s \u00e9voqu\u00e9s pendant cet entretien :<\/p>\n<ul>\n<li>Comment est-il tomb\u00e9 dans la marmite quantique ? Il lisait Science&amp;Vie comme adolescent mais comme c&#8217;est souvent le cas, c&#8217;est \u00e0 l\u2019X qu&#8217;il a pris go\u00fbt au sujet, notamment via les cours de physique quantique de Jean-Louis Basdevant, Jean Dalibard, \u00a0Alain Aspect et Philippe Grangier. Il r\u00e9alise un stage sur les lasers de puissance \u00e0 Berkeley, utilis\u00e9s dans les acc\u00e9l\u00e9rateurs de particules. Il h\u00e9sitait entre les lasers, les hautes \u00e9nergies, la fusion nucl\u00e9aire et le quantique \u00e0 tr\u00e8s basse \u00e9nergie, juste avant le lancement du projet ITER \u00e0 Cadarache. Les moyens mis en \u0153uvre sont diff\u00e9rents pour r\u00e9ussir dans la fusion nucl\u00e9aire et les ordinateurs quantiques.<\/li>\n<li>Sa th\u00e8se <a href=\"https:\/\/theses.hal.science\/tel-00451021\">Theoretical study of continuous-variable quantum key distribution<\/a> soutenue en 2009. Avec trois directeurs de th\u00e8se Gilles Z\u00e9mor (qui est parti \u00e0 Bordeaux), Joseph Boutros tous deux de Telecom Paris et surtout Philippe Grangier de l\u2019IOGS. Avec le soutien de Romain All\u00e9aume de T\u00e9l\u00e9com Paris qui l\u2019a aid\u00e9 \u00e0 trouver un stage chez MagiQ \u00e0 Boston. Il a aussi c\u00f4toy\u00e9 Eleni Diamanti \u00e0 T\u00e9l\u00e9com Paris alors qu\u2019elle y \u00e9tait chercheuse, avant de rejoindre le LIP6. Il a m\u00eame travaill\u00e9 avec Marc Kaplan, devenu depuis le CEO de VeriQloud.<\/li>\n<li>Il a \u00e9t\u00e9 l&#8217;un des trois laur\u00e9ats 2010 du Prix de Th\u00e8se ParisTech. Un prix qui n\u2019a pas dur\u00e9 longtemps.<\/li>\n<li>Il a ensuite r\u00e9alis\u00e9 deux post-docs : l&#8217;un dans le groupe d\u2019Antonio Ac\u00edn \u00e0 l\u2019ICFO de Barcelone en 2010-2011 sur les in\u00e9galit\u00e9s de Bell sans loophole (d\u00e9tecteurs forts, r\u00e9sistant mieux aux pertes et imperfections, qui a abouti \u00e0 des exp\u00e9riences d&#8217;in\u00e9galit\u00e9s de Bell sans loophole en 2015, notamment \u00e0 Delft puis \u00e0 Vienne chez Anton Zeilinger et \u00e0 l\u2019ICFO, recherche d\u2019axiomes permettant de d\u00e9river les postulats de la physique quantique), puis celui de Renato Renner \u00e0 ETH Z\u00fcrich (cryptographie quantique, non-localit\u00e9, un endroit incroyable c\u00f4t\u00e9 niveau niveau scientifique o\u00f9 sont pass\u00e9s Fernando Brandao qui maintenant chez Amazon, Richard Kueng chez John Preskill \u00e0 Caltech, Marco Tomamichel qui est maintenant \u00e0 Singapour, et Omar Fawzi qui est \u00e0 l&#8217;Inria \u00e0 Lyon).<\/li>\n<li>Comment d\u00e9finir ton champ de recherche et ton activit\u00e9 ? Il est th\u00e9oricien, pas trop color\u00e9 maths ou physique et plut\u00f4t \u00e0 l\u2019interface entre ces diff\u00e9rents mondes.<\/li>\n<li>L\u2019une de ses grandes sp\u00e9cialit\u00e9s, ce sont les codes de correction d\u2019erreur, des codes utilis\u00e9s au d\u00e9part pour les communications quantiques mais qui ont des d\u00e9rivations pour le calcul quantique. Il continue d\u2019ailleurs de travailler dans les deux domaines, la QKD et la correction d\u2019erreurs pour le calcul quantique.<\/li>\n<li>Comment s\u2019y retrouver dans la zoologie des codes de correction d\u2019erreur dans le calcul quantique. R\u00f4les, usages, avantages et inconv\u00e9nients. Un zoo vient d\u2019\u00eatre cr\u00e9\u00e9 par Victor Albert de l&#8217;Universit\u00e9 de Maryland. <a href=\"https:\/\/errorcorrectionzoo.org\/\">https:\/\/errorcorrectionzoo.org\/<\/a>.<\/li>\n<li>Les codes de correction d&#8217;erreurs sont n\u00e9s du besoin de cr\u00e9er des ordinateurs quantiques universels de grande taille. L&#8217;algorithme de factorisation de Peter Shor n\u00e9cessite un grand nombre de portes (10^12 \u00e0 10^15) pour factoriser une cl\u00e9 RSA 2048 bits. Serge Haroche et Jean-Michel Raimond publient en 1996 un article exprimant un fort scepticisme sur la perspective de cr\u00e9er un ordinateur quantique de grande taille,\u00a0<a href=\"https:\/\/wp.optics.arizona.edu\/opti646\/wp-content\/uploads\/sites\/55\/2016\/08\/Haroche-Raimond.pdf\">Quantum Computing: Dream or Nightmare?<\/a>, Physics Today, 1996 (2 pages). La r\u00e9ponse de Peter Shor sont des codes de correction d\u2019erreur pour prot\u00e9ger l\u2019information quantique. Il faut contourner diverses limitations : on ne peut pas copier l\u2019information quantique \u00e0 l\u2019identique, comment mesurer une erreur sans trop perturber le syst\u00e8me et dans le quantique, comment travailler avec un espace plus large avec des erreurs de flip et de phase et qui sont continues et non discr\u00e8tes. Puis Dorit Aharonov publie son fameux th\u00e9or\u00e8me qui indique comment faire du calcul tol\u00e9rant aux fautes. On prot\u00e8ge l\u2019information pendant que l\u2019on fait les calculs. C&#8217;est conditionn\u00e9 par un taux d\u2019erreur maximum des qubits physiques et il faut disposer d\u2019un grand nombre de qubits physiques. Pour ex\u00e9cuter l&#8217;algorithme de Peter Shor sur une cl\u00e9 RSA 2048 bits avec des &#8220;surface code&#8221;, il faudrait disposer de 20\u00a0 millions de qubits physiques avec une fid\u00e9lit\u00e9 de 99,9%. Cela n&#8217;a pas chang\u00e9 depuis 2019 et nous en sommes encore tr\u00e8s loin. Il faut traiter de la question fondamentale de la pr\u00e9servation de la fid\u00e9lit\u00e9 des qubits physiques avec l\u2019augmentation de leur nombre.<\/li>\n<li>Les codes de correction sont ex\u00e9cut\u00e9s apr\u00e8s chaque op\u00e9ration. L&#8217;overhead g\u00e9n\u00e9r\u00e9 en temps de calcul est constant. Mais cela fait exploser le nombre de qubits n\u00e9cessaires. Les codes de surface ont \u00e9t\u00e9 invent\u00e9s par Alexei Kitaev. Ayant appris l&#8217;existence de l\u2019algorithme de factorisation de Shor, il en a cr\u00e9\u00e9 une variante. Il a propos\u00e9 le &#8220;toric code&#8221; puis le &#8220;surface code&#8221; qui font le pont entre codes quantiques et topologie. La plupart des sch\u00e9mas de calcul tol\u00e9rant aux fautes s\u2019appuient sur ces codes.<\/li>\n<li>Le surface code a des limitations. Il encode les qubits logiques avec un grand nombre de qubits physiques. La qualit\u00e9 de la protection n\u2019est pas optimale et il existe des erreurs de poids sqrt(N) qui ne peuvent pas \u00eatre corrig\u00e9es. A la fin 2009. Jean-Pierre Tillich et Gilles Z\u00e9mor ont trouv\u00e9 une version corrigeant aussi bien mais permettant d\u2019encoder beaucoup de qubits logiques. Ce sont des \u00ab produits d\u2019hypergraphes \u00bb qui sont \u00e0 de bons codes classiques ce qu\u2019est le surface code pour le code de r\u00e9p\u00e9tition. Ils font partie de la famille des codes LDPC o\u00f9 chaque qubit va parler \u00e0 un petit nombre de qubits.<\/li>\n<li>Nous \u00e9voquons le co\u00fbt de correction qui est focalis\u00e9 sur les portes T et Toffoli (utilisant de la distillation d&#8217;\u00e9tats magiques, tr\u00e8s consommatrice de qubits physiques) puis les notions de tol\u00e9rance de pannes pour \u00e9viter que les erreurs se propagent. La correction d&#8217;erreur permet potentiellement de cr\u00e9er des m\u00e9moires quantiques.<\/li>\n<li>Les turbo-codes ont \u00e9t\u00e9 abandonn\u00e9s. Pourquoi ? Ce sont des objets classiques des ann\u00e9es 1990. Claude P\u00e9rou de l\u2019ENST Brest a propos\u00e9 les versions classiques qui avaient de bonnes performances. C&#8217;\u00e9tait inspir\u00e9 par l\u2019\u00e9lectronique. Les codes LDPC classiques et quantiques en sont des d\u00e9riv\u00e9s. Les turbo-codes sont int\u00e9ressants pour les communications quantiques.<\/li>\n<li>Anthony travaille sur les codes LDPC avec\u00a0deux chercheurs de Microsoft, Nicolas Delfosse (bas\u00e9 aux USA) et Vivien Londe (bas\u00e9 en France).\u00a0Vivien Londe dont il a dirig\u00e9 la th\u00e8se, soutenue en 2019 !\u00a0 Voir\u00a0par exemple <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/2208.01002\">Fast erasure decoder for a class of quantum LDPC codes<\/a> par Nicholas Connolly, Vivien Londe, Anthony Leverrier et Nicolas Delfosse, Ao\u00fbt 2022 (5 pages). Nicolas Delfosse a fait sa th\u00e8se avec Gilles Z\u00e9mor \u00e0 Bordeaux.\u00a0Daniel Gottesman a montr\u00e9 que les codes LDPC pouvaient r\u00e9duire l\u2019overhead de la QEC. Par contre, il faut trouver de bons d\u00e9codeurs et aller tr\u00e8s vite. Les besoins sont \u00e9normes en bande passante classique avec des terabits \/ seconde.<\/li>\n<li>Nous \u00e9voquons le lien entre l\u2019efficacit\u00e9 des codes de correction d&#8217;erreurs et l\u2019interconnectivit\u00e9 des qubits. Chaque qubit devrait parler \u00e0 des qubits \u00e9loign\u00e9s pour r\u00e9duire l\u2019overhead. Ce n&#8217;est pas \u00e9vident avec les qubits supraconducteurs. C&#8217;est plus facile avec\u00a0les ions, les atomes neutres et les photons.<\/li>\n<li>Anthony a aussi travaill\u00e9 sur les Tanner codes qui sont des variantes de codes LDPC. Voir <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/2202.13641\">Quantum Tanner codes<\/a> par Anthony Leverrier et Gilles Z\u00e9mor, F\u00e9vrier-Septembre 2022 (35 pages).<\/li>\n<li>Et les Floquet codes ? Ce sont des codes visant le long terme et qui ont besoin d\u2019une tr\u00e8s bonne connectivit\u00e9 entre qubits physiques. C&#8217;est une variante du code de surface propos\u00e9e par chercheurs de Microsoft.<\/li>\n<li>Enfin, il y a les codes bosoniques avec les variations des qubits de chat de Mazyar Mirrahimi\/Zaki Leghtas utilis\u00e9s par Alice&amp;Bob.<\/li>\n<li>Nous \u00e9voquons aussi le travail d&#8217;Aur\u00e9lie Denys sa th\u00e9sarde avec <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/2210.16188\">The 2T-qutrit, a two-mode bosonic qutrit<\/a> par Aur\u00e9lie Denys et Anthony Leverrier, Octobre 2022 (20 pages) qui exploite des qutrits (objets quantiques \u00e0 trois \u00e9tats).<\/li>\n<li>Notons enfin qu&#8217;Anthony coordonne aussi le d\u00e9fi <strong>EQIP<\/strong> dans le cadre du PEPR (programmes et \u00e9quipements prioritaires de recherche) quantique lanc\u00e9 en 2021, avec une bonne dizaine de chercheurs Inria et autres comme l\u2019\u00e9quipe de Cyril Allouche chez Atos. Engineering for Quantum Information Processors.<\/li>\n<\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Nous voici dans le 54e \u00e9pisode des entretiens Decode Quantum o\u00f9, avec Fanny Bouton, nous recevions Anthony Leverrier d\u2019Inria, apr\u00e8s avoir re\u00e7u Harold Ollivier qui coordonne la recherche dans le quantique chez Inria. Ces \u00e9pisodes sont \u00e9galement diffus\u00e9s par Frenchweb. Anthony Leverrier est chercheur Inria depuis 2012, dans l\u2019\u00e9quipe COSMIQ anciennement SECRET (8 chercheurs, en [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[4,3057],"tags":[3687,3302,3689,3481,392,3323,3415,3688,3536],"class_list":["post-20438","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-actualites","category-quantique","tag-aurelie-denys","tag-eleni-diamanti","tag-gille-zemor","tag-harold-ollivier","tag-inria","tag-marc-kaplan","tag-mazyar-mirrahimi","tag-omar-fawzi","tag-telecom-paris"],"views":8571,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20438","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=20438"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20438\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20438"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20438"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20438"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}