Doctorat : Thèse sur une Machine d’Ising cohérente avec des ondes hydrodynamiques

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Présentation de l’Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris

L’ESPCI Paris – PSL (École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris) est une école d’ingénieurs généraliste qui forme, depuis 1882, des ingénieurs de rupture, adaptables et créatifs, dotés d’un solide bagage théorique et expérimental, conscients des enjeux de la société.

Elle est intégrée à un centre de recherche reconnu internationalement en physique, chimie et biologie (500 publications par an). Elle est connue pour sa capacité à transformer les connaissances issues de la recherche fondamentale en innovations de rupture (2 brevets par mois, 3 start-ups par an).

Distinguée par 6 Prix Nobel, elle accueille 400 élèves-ingénieurs, 530 chercheurs (dont 250 doctorants et 100 post-doctorants) dans 10 unités mixtes de recherche et environ 100 agents des fonctions support de la recherche et de l’enseignement.

Depuis sa création, l’ESPCI n’a cessé de mobiliser ses forces et compétences au service de sujets sociétaux majeurs et de défendre l’importance de la science au service de la société. L’environnement, la solidarité, la santé, l’accès et l’ouverture au savoir sont des enjeux que l’ESPCI s’est engagée à prendre en compte dans son quotidien tout en contribuant à les faire avancer. L’ESPCI défend l’égalité des chances et promeut la diversité sociale. Elle encourage et valorise l’engagement, notamment associatif, de ses étudiants.

Notre établissement fait partie de l’Université Paris Sciences & Lettres. Numéro 1 du classement mondial des jeunes universités publié par le Times Higher Education, PSL figure aussi dans le top 50 des meilleures universités mondiales (Shanghai, Times Higher Education, QS, CWUR).

L’ESPCI est engagée dans un vaste projet de rénovation de son campus parisien qui fera d’elle un des sites scientifiques les plus modernes de Paris.

Rattachement du poste

Rattachement au sein de l’Institut Langevin (ESPCI Paris) qui est une unité de recherche mixte ESPCI Paris-CNRS reconnue internationalement dans le domaine des ondes et des images. L’équipe d’accueil étudie les ondes hydrodynamiques. Le projet sera encadré par Emmanuel Fort

Missions et responsabilités

L’informatique quantique et les architectures inspirées par la mécanique quantique pourraient être la nouvelle frontière pour résoudre des problèmes d’optimisation complexes historiquement insolubles sur des ordinateurs classiques. Les ordinateurs les plus rapides d’aujourd’hui pourraient mettre des millénaires à effectuer des calculs hautement complexes (problèmes NP-difficiles), y compris les problèmes d’optimisation combinatoire impliquant de nombreuses variables. La Machine Ising Cohérente (CIM) est une des solutions prometteuses à ce jour. Les problèmes d’optimisation combinatoire peuvent être « mappés » sur des problèmes de recherche d’état fondamental du modèle d’Ising, composé de spins interactifs, avec des ressources polynomiales. Plusieurs approches ont ainsi été proposées pour trouver des solutions aux problèmes d’Ising en utilisant des réseaux de spins artificiels basés sur divers systèmes physiques. Récemment, des oscillateurs optiques paramétriques dégénérés interagissant ont été couplés pour produire une machine Ising cohérente.

Nous avons récemment mis en œuvre une CIM utilisant de petites gouttelettes rebondissantes sur un bain excité verticalement. Au-delà d’un certain seuil d’excitation, les gouttelettes subissent un doublement de période créant un "spin" avec 2 états possibles "grand saut-petit saut" ou l’inverse. Chaque gouttelette interagit avec ses voisines à travers les vagues qu’elle émet. Selon la distance entre les gouttelettes, cette interaction favorisera un rebondissement en phase ou hors phase. Ainsi, un problème peut être mappé et implémenté sur cette CIM en plaçant les gouttelettes dans des positions spécifiques. Ensuite, en augmentant l’excitation du bain, les gouttelettes essaieront de subir un doublement de période et ne réussiront que lorsque l’excitation atteindra la première configuration stable de spin possible (voir figure). Les gouttelettes sont cependant limitées car leur rebondissement impose uniquement des projections en phase et hors phase et elles ont des positions initiales privilégiées restreignant le mapping.

L’objectif de ce projet est d’éliminer les restrictions imposées par les gouttelettes en utilisant l’électrostriction localisée contrôlable. En utilisant des pointes électriques modulées placées au-dessus de la surface, il est possible de créer localement un "oscillon" sur la surface liquide à la moitié de la fréquence d’excitation par instabilité paramétrique. Cette onde localisée peut prendre deux phases symétriques possibles par rapport à celle de l’excitation comme la goutte rebondissante décrite précédemment. Cependant, leurs positions et phases relatives peuvent maintenant être ajustées à volonté. Ce projet avec une forte composante expérimentale se concentrera d’abord sur la compréhension de l’instabilité paramétrique induite par l’électrostriction locale. Ensuite, le couplage entre deux oscillons médiés par leurs vagues émises sera étudié, en particulier le rôle de leur phase relative et de leur distance. Enfin, le couplage de nombreux oscillons sera étudié ainsi que la capacité à implémenter et résoudre des problèmes d’optimisation.

Profil
Connaissances et qualités recherchées :

Le.a candidat.e doit posséder une solide expérience en ondes, en hydrodynamique.
La flexibilité, l’autonomie, la capacité à travailler au sein d’une équipe et de bonnes aptitudes relationnelles sont essentielles.

Formation requise (ou diplôme) : Master et/ou diplôme d’Ingénieur
Expérience souhaitée : Posséder une expérience dans le domaine des ondes, en particulier des ondes hydrodynamiques sera appréciée. Une expérience d’expérimentateur sera également un atout.

Modalités de Recrutement
Catégorie : A
Filière : Physique
Le poste est à pourvoir :
• par voie de mutation pour les agents titulaires de la Ville de Paris ;
• par voie de détachement pour les agents titulaires d’autres fonctions publiques ;
• par voie contractuelle pour une durée d’un an pour les agents non titulaires.
Les candidatures de personnes disposant de la RQTH sont encouragées.
Poste à pourvoir à compter du : 01/10/2024

Contact
Les candidatures (CV, lettre de motivation) sont à transmettre par courriel à emmanuel.fort@espci.fr
Pour tout complément d’informations, contacter : Emmanuel Fort
Tél. 0180963035

Lieu
Institut Langevin,
1 Rue Jussieu
75005 Paris





ÉCOLE SUPÉRIEURE DE PHYSIQUE ET DE CHIMIE INDUSTRIELLES DE LA VILLE DE PARIS
10 Rue Vauquelin, 75005 Paris