Note ABES Optimizing gate pulses and circuits of Rydberg quantum computers with artificial evolution Optimisation des portes et circuits logiques sur les ordinateurs quantiques à base d’atomes de Rydberg par évolution artificielle Quantique Bit Porte Logique Atome Rydberg Optique Contrôle Pareto Optimisation Évolution Artificielle Simulation Canal Bruit Erreur Quantum Bit Gate Logic Error Channel Noise Atom Rydberg Optical Control Pareto Optimisation Artificial Evolution Simulation Informatique quantique Cette thèse explore la synthèse de portes quantiques par évolution artificielle (EA), une classe d’heuristiques d’optimisation. Elle est motivée par la sensibilité au bruit du matériel quantique, ici des atomes neutres en interaction de Rydberg optiquement piégés, requérant de moduler le contrôle en conséquence. Ayant introduit l’EA, en particulier CMA-ES et NSGA-III, nous les appliquons à Pareto-minimiser l’infidélité et la dégradation de portes sujettes à un bruit de contrôle stochastique (BCS), y obtenant de raisonnables taux d’erreur. Des atomes restant en état de Rydberg après une porte bruitée, ils sont désexcités dans un état binaire ou un mélange statistique de ceux-ci. Nous calculons les canaux d’erreurs de ces projections, les incluons dans la simulation de modèle d’Ising transverse, comparons l’évolution de la fidélité de circuit et de l’intrication d’opérateur dans chaque cas, concluons que la projection optimale dépend du circuit. La structure du contrôle de porte quantique est conservée sous BCS, nous formulons deux algorithmes en atteignant l’optimum global, tirés des fonctions de valeur et de complexité polynomiale en le nombre d’atomes. This thesis explores the synthesis of quantum logic gates by artificial evolution (AE), a class of heuristic biology-inspired optimisation algorithms. It is motivated by the noise sensitivity of quantum hardware, Rydberg-interacting neutral atoms in optical lattices here, needing to modulate control pulses into robust gates. After introducing AE, focusing on CMA-ES and NSGA-III, we apply them to Pareto-minimise the infidelity and decay risk of pulses subject to stochastic control noise (SCN), getting reasonable error rates in this context. As noise leaves atoms in Rydberg states after the gate, they are de-excited to a qubit state or a statistical mixture thereof. We then derive the error channels of these projections, plug them in the emulation of a transverse-field Ising model, compare the evolution of circuit fidelity and operator entanglement in each scenario, and conclude that the best projection is a circuit-dependent question. As that derivation proves that the structure of gate control problems is conserved under SCN, we formulate two globally-optimal algorithms solving them, based on value functions and scaling favorably in the numer of atoms. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 3597679 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2025/LEY_Tam_si_2025_ED269.pdf http://www.theses.fr/2025STRAD015/abes https://theses.hal.science/tel-05310013 https://theses.hal.science/tel-05310013 https://theses.hal.science/tel-05310013 Ley Tam'si 1996-08-07 FR 291084745 0710017192T 22116578 4200018 https://theses.fr/2025STRAD015 2025STRAD015 https://doi.org/10.70675/7d93fccbzb3e6z4c9az8efaz74557fd5e6ca 2025-07-11 Informatique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Deruyver Aline MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 3200 077748700 Schachenmayer Johannes MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 245031227 Safavi-Naini Arghavan MADS_PRESIDENT_DU_JURY 291084761 Collet Pierre MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 112048854 Ouskova Leonteva Anna MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 266260845 Safavi-Naini Arghavan MADS_RAPPORTEUR_1 291084761 Spector Lee MADS_RAPPORTEUR_2 199691967 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:004 Deruyver Aline Schachenmayer Johannes Safavi-Naini Arghavan Collet Pierre Ouskova Leonteva Anna Safavi-Naini Arghavan Spector Lee École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) PDF 3597679