Note ABES Quantum information processing for quantum simulations Traitement quantique de l’information pour les simulations quantiques Circuit supraconducteur Circuits supraconducteurs Porte logique à deux qubits Portes logiques à deux qubits Interaction ZZ Anharmonicité positive Qubits supraconducteurs Coupleur Qubit généralisé de flux Méthode de Floquet Algorithme quantique variationnel Algorithmes quantiques variationnels VQA Modèle de Fermi-Hubbard QOCA Adapt-VQE Superconducting circuit Superconducting circuits Superconducting qubits Two-qubit gate Two-qubit gates ZZ interaction Positive anharmonicity Coupler Generalized flux qubit Floquet method Variational quantum algorithme Variational quantum algorithmes VQA Fermi-Hubbard model QOCA ADAPT-VQE Parametrized quantum circuit 541.3 Supraconducteurs Bits quantiques Théorie de Floquet Informatique quantique Modèle de Hubbard Cette thèse s’attaque à deux défis : la réalisation de portes logiques rapides et à haute fidélité entre des qubits supraconducteurs, et la conception d’ansätze pour les algorithmes quantiques variationnels. Dans la 1ère partie, nous introduisons un dispositif, qui permet de réaliser des portes d’intrication paramétriques entre deux qubits tout en supprimant l’interaction ZZ entre les qubits. Nous avons développé un modèle décrivant le dispositif, ainsi qu’une méthode basée sur la théorie de Floquet permettant d’extraire le temps d’une porte logique plus rapidement que les méthodes numériques standard. Nous étudions l’espace des paramètres et décrivons l’expérience réalisée par nos collaborateurs de Princeton.Dans la 2nd partie, nous avons développé un ansatz permettant de résoudre le modèle de Fermi Hubbard (FHM). Ce nouvel ansatz utilise les avantages de deux ansätze préexistants, et permet d’obtenir l’état fondamental du FHM avec une précision bien supérieure aux ansätze standards, ce même lorsque l’état initial est loin de la solution. De plus, le nombre de paramètres et le nombre de portes d’intrication CNOT sont divisés par deux. This thesis tackles two challenges: the realization of fast and high-fidelity logic gates between superconducting qubits, and the design of ansätze for variational quantum algorithms. In Part 1, we introduce a device that enables the realization of parametric entangling gates between two qubits while suppressing the ZZ interaction between the qubits. We have developed a model describing the device, and developed a method based on Floquet theory for extracting gate times much faster than standard numerical methods. We study the parameter space and describe the experiment carried out by our Princeton collaborators.In Part 2, we develop an ansatz which we use for solving the Fermi Hubbard Model (FHM). This new ansatz uses the advantages of two pre-existing ansätze, which allows us to find the ground state of the FHM with a much higher accuracy than standard ansätze, even when the initial state is far from the solution. Moreover, the number of parameters and the number of CNOT entanglement gates are cut by half. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 24204608 Université de Strasbourg Strasbourg 2024-12-31 https://theses.hal.science/tel-04617434 application/pdf 27790460 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2023/Le_calonnec_Camille_2023_ED222.pdf http://www.theses.fr/2023STRAF077/abes https://theses.hal.science/tel-04617434 https://theses.hal.science/tel-04617434 https://theses.hal.science/tel-04617434 https://theses.hal.science/tel-04617434 Le Calonnec Camille 1996-10-20 FR 278317650 1407016154K 21404351 4200002 https://theses.fr/2023STRAF077 2023STRAF077 https://doi.org/10.70675/b46267d0z0466z489dzbda2z220bc68889cb 2023-12-05 Chimie-physique Strasbourg 131056549 Université de Sherbrooke (Québec, Canada) MADS_ETABLISSEMENT_DE_COTUTELLE_1 026431475 Doctorat Docteur es non oui Pupillo Guido MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 185463894 Blais Alexandre MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 078682878 Sénéchal David MADS_PRESIDENT_DU_JURY 035224290 Economou Sophia MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 278318126 Whitlock Shannon MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 255251882 Sénéchal David MADS_RAPPORTEUR_1 035224290 Dupont-Ferrier Eva MADS_RAPPORTEUR_2 112842607 École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 156504081 Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 207480 157760227 ddc:540 Université de Sherbrooke (Québec, Canada) Pupillo Guido Blais Alexandre Sénéchal David Economou Sophia Whitlock Shannon Sénéchal David Dupont-Ferrier Eva École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg) PDF 24204608