Doctorant (F/H) [allocation Région 2025] Vers Des Optimiseurs Variationnels Multiobjectifs à Utilité Quantique (F/H)

**Type de contrat**: CDD

**Niveau de diplôme exigé**: Bac + 5 ou équivalent

**Fonction**: Doctorant

**A propos du centre ou de la direction fonctionnelle**:
Le centre Inria de l'Université de Lille, créé en 2008, emploie 360 personnes dont 305 scientifiques répartis dans 15 équipes de recherche. Reconnu pour sa forte implication dans le développement socio-économique de la région des Hauts-De-France, le centre Inria de l'Université de Lille entretient des relations étroites avec les grandes entreprises et les PME. En favorisant les synergies entre chercheurs et industriels, Inria participe au transfert de compétences et d'expertise dans le domaine des technologies numériques et donne accès au meilleur de la recherche européenne et internationale au bénéfice de l'innovation et des entreprises, notamment dans la région.

Depuis plus de 10 ans, le centre Inria de l'Université de Lille est situé au cœur de l'écosystème universitaire et scientifique lillois, ainsi qu'au cœur de la Frenchtech, avec un showroom technologique basé avenue de Bretagne à Lille, sur le site d'excellence économique EuraTechnologies dédié aux technologies de l'information et de la communication (TIC).

**Contexte et atouts du poste**:
La thèse de doctorat sera menée sous la co-direction de Dr Z.A. Dahi (ISFP, Inria Starting Faculty Position) et de Prof. Bilel Derbel. Les deux encadrants font partie de l'équipe projet BONUS au sein du centre Inria de l'Université de Lille. L'équipe BONUS est spécialisée dans la résolution de grands problèmes d’optimisation, ce qui offre un environnement idéal pour la réalisation du doctorat et des travaux de recherche associés.

**Mission confiée**:
Cette thèse vise (I) à corriger les limitations des travaux précédents et (II) à repousser la recherche sur les AQV-MO au-delà de l'état actuel des connaissances en explorant des approches pas encore étudiées auparavant. Le principal défi dans les deux cas est de concevoir des AQV-MO utiles, réalisables, exempts d'erreurs et efficaces compte tenu de la nature bruitée et limitée des machines quantiques actuelles.

**Principales activités**:
**Scope**

**Objectifs**

L'objectif de cette proposition est de faire progresser la recherche sur la conception d'optimiseurs AQV-MO quantiques qui soient utiles et pratiques malgré l'état limité par le bruit des ordinateurs quantiques d'aujourd'hui et la conception des AQV. Cette proposition vise à atteindre cet objectif en (I) résolvant/améliorant les résultats de la littérature précédente, et en (II) recherchant des voies jamais explorées auparavant. Concrètement, nous nous concentrerons sur (I) le traitement efficace de la nature multi-objectif des problèmes en tenant compte des caractéristiques de l’informatique quantique et des AQV, et (II) la recherche de toute accélération possible du calcul en exploitant à la fois les parties classiques et quantiques des AQV, en particulier parce qu'il n'est pas toujours évident de déterminer où le calcul quantique peut être plus performant que le calcul classique. Concrètement, cela se traduira en implémentant trois grands objectifs. O1 : un AQV-MO basé sur la scalarisation, O2 : un AQV-MO dépourvu de scalarisation, et O3: un AQV-MO avec dominance quantique.
- AQV-MO basé sur la scalarisation (O1): Cette première partie s'inscrit dans la continuité du travail effectué par les superviseurs dans [2], en (I) améliorant la formulation mathématique de la scalarisation de Tchebycheff, plus particulièrement en trouvant une alternative mathématique qui permet d'aborder les polynômes non positifs. Le second objectif est d'explorer d'autres techniques de scalarisation plus robustes, en concevant leur équivalent quantique, capable de fonctionner sur des ordinateurs quantiques. L'accélération des calculs sera recherchée en tirant parti de l'accélération fournie par les paradigmes de parallélisme classique en utilisant plusieurs simulateurs quantiques et éventuellement des ordinateurs quantiques de manière classique où le parallélisme ne sera pas fourni par la recherche quantique, mais plutôt par le nombre de machines/simulateurs quantiques utilisés. Cette première partie est considérée comme peu risquée et plus adéquate pour introduire le/la doctorant(e) au contexte nécessaire pour entreprendre des parties plus avancées dans les années restantes de sa thèse.
- AQV-MO sans scalarisation (O2): L'efficacité de la résolution d'un problème multi-objectif par scalarisation dépend du type et des paramètres de la décomposition utilisée, ce qui n'est pas trivial et nécessite des ressources de calcul substantielles selon le parallélisme classique utilisé dans la première partie [2]. Ainsi, la deuxième partie/année tentera de développer une AQV-MO quantique qui permet de supprimer le besoin de scalarisation. À terme, cela supprimera le besoin de plusieurs machines quantiques ou simulateurs pour surmonter la complexite