Conception de nouveaux couplages en circuits supraconducteurs

Les circuits supraconducteurs se sont imposés dans le domaine de l'informatique quantique. Une preuve nette de leur performance est la récente démonstration de la suprématie quantique par Google. Des processeurs quantiques à grande échelle sont déjà construits à l'heure actuelle. Toutefois, des améliorations de l'architecture supraconductrice, tant du point de vue des qubits que des portes logiques, sont toujours nécessaires. En effet, la propagation d'erreurs dans le processeur est toujours trop importante pour être enrayée, par exemple, avec des codes correcteurs. Des solutions pour réduire les erreurs sont, par conséquent, primordiales. La propagation d'erreurs dans un processeur quantique résulte ultimement du couplage entre les qubits qui est toutefois nécessaire pour réaliser des portes logiques. La réduction des erreurs dans le processeur passera donc en partie par l'optimisation de ces couplages. Dans cette thèse, je propose de nouvelles façons de coupler des modes en circuits supraconducteurs et présente trois projets réalisés pendant mon doctorat. Premièrement, afin de mieux concevoir les processeurs quantiques, il est nécessaire de pouvoir estimer avec le plus de précision possible la vitesse et la fidélité des portes logiques ainsi que l'amplitude des erreurs logiques. J'introduis une théorie de perturbation qui permet d'analyser les effets du couplage et du pilotage forts des qubits dans un processeur quantique. Cette théorie est basée à la fois sur la théorie de Floquet, la théorie de Schrödinger et la théorie des graphes. Deuxièmement, les coupleurs à deux qubits permettent de mitiger les erreurs dans les processeurs à plusieurs qubits. Cependant, la plupart des coupleurs y arrivent en ajustant de manière précise leurs paramètres de circuit et ne se concentrent généralement que sur l'élimination de certaines interactions parasitaires. J'introduis un coupleur supraconducteur à deux qubits qui soulage ces limitations en supprimant toutes les interactions entre les qubits avec un rapport marche-arrêt exponentiellement grand et qui ne nécessite pas de calibration précise. Il s'agit d'un coupleur à deux modes: un mode ``bus'' est connecté à un mode d'un résonateur non linéaire ancillaire. Le pilotage linéaire du mode ancillaire entraine un déplacement du champ dans le résonateur qui dépend de l'état propre du bus. Cela engendre une élimination exponentielle des interactions réelles et virtuelles entre les qubits avec l'amplitude du pilotage. Finalement, je propose une nouvelle interaction de type charge-flux entre deux modes dans une architecture hybride supraconductrice semi-conductrice. L'interaction devient non réciproque en présence d'un champ magnétique externe statique. J'utilise cette propriété pour concevoir un gyrateur passif

Cat-qubit-inspired gate on cos(2θ2\theta) qubits

For $\cos(2\theta)$ qubits based on voltage-controlled semiconductor nanowire Josephson junctions we introduce a single-qubit $Z$ gate inspired by the noise-bias preserving gate of the Kerr-cat qubit. This scheme relies on a $\pi$ rotation in phase space via a beamsplitter-like transformation between a qubit and ancilla qubit. The rotation is implemented by adiabatically changing the potential energies of the two qubits such as to preserve a double-well potential at all times. This gate constrains the dynamics in the subspace of a $\cos(2\theta)$ qubit at all times, therefore yielding high-fidelity operation while preserving the qubit's coherence. We introduce a circuit to realize this gate and support our findings with numerical simulations.Comment: 12 pages, 9 figure

Risque cardiométabolique et habitudes de vie des adultes atteints de diabète de type 1

Les patients atteints de diabète de type 1 (DbT1) présentent un risque accru de maladies cardiovasculaires. De plus, sous l’influence sociétale et iatrogénique, leur profil de risque cardiométabolique a défavorablement évolué au cours des dernières décennies. Cette population aurait aussi davantage de barrières à l’adoption d’un mode de vie sain. L’objectif de ce mémoire visait à explorer le mode de vie des adultes DbT1 et sa relation avec les facteurs de risque cardiométabolique. Une étude transversale observationnelle menée auprès de 124 adultes DbT1 a permis d’obtenir une caractérisation de leur profil cardiométabolique et de leurs habitudes de vie. Les résultats démontrent que la majorité des adultes atteints de DbT1 n'adoptent pas les saines habitudes de vie recommandées (bonne qualité alimentaire, pratique régulière d’activité physique, non fumeur) et que ceux-ci présentent un profil cardiométabolique altéré comparativement aux adultes DbT1 qui les adoptent. De plus, il y aurait une relation proportionnelle entre l’adoption d’un plus grand nombre de saines habitudes de vie et l’amélioration du profil cardiométabolique. Des études d’interventions ciblant les patients DbT1 et visant à améliorer ces trois grandes composantes des habitudes de vie sont nécessaires.Cardiovascular disease is a major cause of morbidity and mortality in patients with type 1 diabetes (T1D). In addition, over the past decades, there was a major upward shift in the prevalence of cardiometabolic risk factors (central obesity, insulin resistance, hypertension and dyslipidemia) among this population which could have either an additive or synergistic effect on cardiovascular disease risk. Those patients also have more barriers to the adoption of a healthy lifestyle. The objective of this master thesis was to explore the lifestyle habits of adults with T1D and its relationship with cardiometabolic risk factors. An observational cross-sectional study among 124 adults with T1D has resulted in a characterization of their cardiometabolic profile and their lifestyle habits. The results show that the majority of T1D adults do not adopt the recommended healthy lifestyles habits (good diet quality, regular physical activity, none-smoking status) and present altered cardiometabolic profile compared to those who adopt them. In addition, there would be a proportional relationship between the adoption of a healthier lifestyle and the improvement of the cardiometabolic profile. Prospective studies and clinical trials interventions among patients with T1D are although needed to confirm these findings

Modélisation d'une situation d'apprentissage en termes de connaissances et de règles pour rendre compte de l'activité de l'élève: Etude dans le contexte de l'apprentissage de la lecture en classe

International audienceIn this article, we note that an activity cannot be only defined by its effective form and knowledge of the field concerned which is brought into play. We propose to define an activity by knowledge of the field of training brought into play, by its form but also in what it can influence the state of knowledge of learning and the means that one has to check this impact. We propose here our results of multi-field research carried out around the specification and the modeling of teaching activities in the field of the reading with an aim of building an environment of follow-up of learning. We present the methodology of work practised in the team, the structure of the specifications of activities, the computational models deduced and finally their implementation in an environment from follow-up from learning.Dans cet article, nous constatons qu'une activité ne peut pas être définie uniquement par sa forme effective et les connaissances du domaine visé qui sont mises en jeu. Nous proposons de définir une activité par les connaissances du domaine d'apprentissage mises en jeu, par sa forme mais également en ce qu'elle peut influer l'état de connaissance de l'apprenant et les moyens que l'on a de vérifier cet impact. Nous proposons ici nos résultats de recherche pluridisciplinaire menés autour de la spécification et la modélisation d'activités pédagogiques dans le domaine de la lecture dans le but de construire un environnement de suivi de l'apprenant. Nous présentons la méthodologie de travail pratiquée dans l'équipe, la structure des spécifications d'activités, les modèles computationnels déduits et finalement leur mise en œuvre dans un environnement de suivi de l'apprenant

First observation of a chimpanzee with albinism in the wild : social interactions and subsequent infanticide

Maël Leroux was funded via the Swiss National Science Foundation grant awarded to Simon W. Townsend (31003A_153065). Pawel Fedurek was funded via the European Research Council project grant awarded to Catherine Crockford (grant agreement number: 679787).Albinism- the congenital absence of pigmentation- is a very rare phenomenon in animals due to the significant costs to fitness of this condition. Both humans and non-human individuals with albinism face a number of challenges, such as reduced vision, increased exposure to ultraviolet radiation, or compromised crypticity resulting in an elevated vulnerability to predation. However, while observations of social interactions involving individuals with albinism have been observed in wild non-primate animals, such interactions have not been described in detail in non-human primates (hereafter, primates). Here, we report, to our knowledge, the first sighting of an infant with albinism in wild chimpanzees (Pan troglodytes schweinfurthii), including social interactions between the infant, its mother, and group members. We also describe the subsequent killing of the infant by conspecifics as well as their behavior towards the corpse following the infanticide. Finally, we discuss our observations in relation to our understanding of chimpanzee behavior or attitudes towards individuals with very conspicuous appearances.Publisher PDFPeer reviewe

Accurate methods for the analysis of strong-drive effects in parametric gates

The ability to perform fast, high-fidelity entangling gates is an important requirement for a viable quantum processor. In practice, achieving fast gates often comes with the penalty of strong-drive effects that are not captured by the rotating-wave approximation. These effects can be analyzed in simulations of the gate protocol, but those are computationally costly and often hide the physics at play. Here, we show how to efficiently extract gate parameters by directly solving a Floquet eigenproblem using exact numerics and a perturbative analytical approach. As an example application of this toolkit, we study the space of parametric gates generated between two fixed-frequency transmon qubits connected by a parametrically driven coupler. Our analytical treatment, based on time-dependent Schrieffer-Wolff perturbation theory, yields closed-form expressions for gate frequencies and spurious interactions, and is valid for strong drives. From these calculations, we identify optimal regimes of operation for different types of gates including $i$SWAP, controlled-Z, and CNOT. These analytical results are supplemented by numerical Floquet computations from which we directly extract drive-dependent gate parameters. This approach has a considerable computational advantage over full simulations of time evolutions. More generally, our combined analytical and numerical strategy allows us to characterize two-qubit gates involving parametrically driven interactions, and can be applied to gate optimization and cross-talk mitigation such as the cancellation of unwanted ZZ interactions in multi-qubit architectures.Comment: 20 pages, 9 figures, 62 reference

It's harder for boys? Children's representations of their HIV/AIDS-affected peers in Zimbabwe

This study examines whether children in rural Zimbabwe have differing representations of their HIV/AIDS-affected peers based on the gender of those peers. A group of 128 children (58 boys, 70 girls) aged 10–14 participated in a draw-and-write exercise, in which they were asked to tell the story of either an HIV/AIDS-affected girl child, or an HIV/AIDS-affected boy child. Stories were inductively thematically coded, and then a post hoc statistical analysis was conducted to see if there were differences in the themes that emerged in stories about girls versus stories about boys. The results showed that boys were more often depicted as materially deprived, without adult and teacher support, and heavily burdened with household duties. Further research is needed to determine whether the perceptions of the children in this study point to a series of overlooked challenges facing HIV/AIDS-affected boys, or to a culture of gender inequality facing HIV/AIDS-affected girls – which pays more attention to male suffering than to female suffering