Le Laboratoire d’intelligence quantique de l’Institut Périmètre (PIQuIL)
Le Laboratoire d’intelligence quantique de l’Institut Périmètre (en abrégé PIQuIL, pour Perimeter Institute Quantum Intelligence Lab) est un centre de recherche et un pôle de formation pour les futurs chefs de file qui travailleront à la jonction de l’intelligence artificielle et des systèmes quantiques. Avec des partenaires des milieux universitaire, industriel et gouvernemental, le PIQuIL met à profit les talents et ressources de classe mondiale de l’Institut Périmètre pour accélérer des recherches pluridisciplinaires de pointe. Les progrès rapides de l’intelligence artificielle (IA) résultent de décennies de recherches en mathématiques et en informatique, doublées de l’influence des neurosciences, des statistiques et d’autres domaines. Il y a d’étroites relations entre les algorithmes de base de l’apprentissage automatique et la physique fondamentale des systèmes complexes.
Les physiciens résidants du PIQuIL unissent leurs forces pour faire progresser l’utilisation d’algorithmes d’IA en physique quantique. Venus des milieux universitaire, gouvernemental et industriel, ces scientifiques collaborent dans un environnement de recherche unique en son genre, conçu pour favoriser la collaboration transdisciplinaire. Le PIQuIL promeut les échanges d’idées scientifiques, d’algorithmes et de logiciels libres.
Le PIQuIL est aussi un pôle de formation intégré à l’environnement scientifique de l’Institut Périmètre. Les physiciens, qui sont déjà en forte demande dans les milieux universitaire et industriel, sont bien placés pour répondre au besoin de titulaires de doctorat pour la recherche en IA. Le PIQuIL contribue à satisfaire cette demande en permettant à des jeunes talentueux d’acquérir une formation et une expérience en recherche qui leur permettront de devenir des chefs de file dans ce domaine émergent.
Dans l’environnement favorable du PIQuIL, les chercheurs gèrent la propriété intellectuelle de leurs travaux. Les partenaires sont libres d’utiliser et d’adopter les idées, la technologie et d’autres actifs conçus et réalisés au PIQuIL pour poursuivre des recherches ou mettre au point des produits et services commercialisables. Les logiciels réalisés sous la direction scientifique du PIQuIL sont typiquement disponibles sous licence de logiciel libre (p. ex. Apache 2.0).
Le siège du PIQuIL est hébergé dans le pôle de données Communitech de la Quantum Valley, dans la région de Waterloo, tout près d’entrepreneurs et d’innovateurs, avec accès aux installations et aux ressources de l’Institut Périmètre situé à proximité. Des travaux sont également effectués en collaboration avec des centres et des experts en IA de Montréal, Ottawa, Sherbrooke, Toronto, Edmonton et Vancouver.
Voici des recherches effectuées au PIQuIL :
- tomographie d’états et de processus quantiques sur des dispositifs quantiques réalisables à court terme;
- recours à des stratégies de réseaux neuronaux;
- identification d’ordres non conventionnels — états topologiques, états localisés à N corps — et des transitions d’état associées, à l’aide de techniques d’apprentissage automatique;
- utilisation de réseaux neuronaux pour le décodage et pour la correction d’erreurs quantiques;
- étude théorique de la capacité de réseaux neuronaux superficiels et profonds à représenter de manière efficace des fonctions d’onde quantiques;
- élaboration d’une connaissance théorique de l’apprentissage profond et de ses liens avec l’engorgement d’information, les transitions d’état, le ralentissement critique et le groupe de renormalisation.
Chercheurs
Le PIQuIL comprend une combinaison stratégique de scientifiques et stagiaires résidants et invités venant des milieux industriel et universitaire. Tous participent à des recherches en collaboration qui comprennent un programme de cours avancés, de séminaires et d’ateliers.
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Direction scientifique :
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Résidants de 1QBIT :
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Gestionnaire des programmes d'enseignement : Postdoctorants :
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Anciens :
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Étudiants diplômés :
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Le PIQuIL est en expansion et recrute activement des professeurs en théorie de la matière condensée et en information quantique.
D’autre part, il est à la recherche de postdoctorants. Des candidats exceptionnels peuvent obtenir des postes pour un terme de 5 ans.
Partenaires
What PIQuIL does:
Research. Training. Collaborating with partners across science, industry, entrepreneurship, and academia.
Research topics include:
- Quantum state and process tomography on quantum devices
- Neural networks for quantum error correction, or the efficient representation of quantum wave functions
- Deep learning and its relation to phase transitions, the renormalization group and other quantum models
Who we are
PIQuIL founder Roger Melko is an associate faculty member at Perimeter Institute and the University of Waterloo, and is the Canada Research Chair in Computational Many-Body Physics. He was a first-mover in the field of quantum intelligence, establishing PIQuIL in 2019. Melko is the lead of the Creative Destructions Labs’ Quantum stream, and is an associate at the Vector Institute. He won the 2016 Canadian Association of Physicists Herzberg Medal for achievement by an early-career physicist.
Scientific leadership:
- Roger Melko (Perimeter Institute, University of Waterloo, Vector Institute)
- Juan Carrasquilla (Vector Institute)
- Pooya Ronagh (1QBit/IQC)
- Estelle Inack (Research Scientist)
