Portrait de PhD : Jessica Lemieux

Jessica termine son parcours universitaire à l’Université de Sherbrooke, où elle a effectué sa maîtrise et son doctorat en passage accéléré, accompagnée par les professeurs David Sénéchal et Guillaume Duclos-Cianci.

SON PARCOURS

Après ses études secondaires dans sa ville natale, à Rouyn-Noranda, en Abitibi, Jessica entame directement des études universitaires à l’Université d’Ottawa. Avec en tête de se diriger vers la médecine, elle s’inscrit en biochimie. Toutefois, après un an dans ce domaine, elle décide de se réorienter en physique, à ce moment guidée par sa fascination pour Einstein et la théorie de la relativité.

Pendant son baccalauréat en physique-mathématiques, Jessica expérimente grâce à quelques stages, qui lui permettent de se découvrir un intérêt pour la programmation, la théorie et la mécanique quantique.

Une fois son baccalauréat terminé, elle prend une pause d’études, pendant laquelle elle effectue ses demandes de bourse pour les études supérieures. Parmi les professeurs contactés pour la maîtrise, David Poulin est celui qui retient son attention et avec qui elle décide de travailler. Elle entame donc sa maîtrise en 2016, et entre au doctorat en passage accéléré en 2018. Elle terminera son parcours grâce à l’aide de David Sénéchal et Guillaume Duclos-Cianci.

« Hormis son talent évident, Jessica a fait preuve d’un sens de l’organisation et d’un professionnalisme hors du commun pour une étudiante aux cycles supérieurs. Cela lui a permis de se démarquer davantage. Je suis reconnaissant d’avoir pu travailler avec elle ces dernières années et je lui souhaite le meilleur dans la poursuite de sa carrière. » – Guillaume Duclos-Cianci, professeur associé en informatique quantique théorique

SES PROJETS DE RECHERCHE

Pendant sa maîtrise et son doctorat, Jessica travaille principalement sur trois projets de recherche. Tous liés à l’évolution adiabatique discrète, ses projets visent à la préparation d’état sur l’ordinateur quantique permettant, entre autres, de résoudre des problèmes d’optimisation ou d’étudier les phases de la matière à basse température.

Le premier projet se concentre sur un algorithme de préparation d’état de système à N corps par une évolution adiabatique, via l’effet Zénon. Le second porte sur une version quantique des algorithmes de marches aléatoires et de recuit simulé pouvant, par exemple, préparer un état stationnaire. Le dernier décrit un nouvel algorithme : une évolution adiabatique basée sur la réflexion.

« Ce que je faisais, c’est que je simulais un algorithme d’évolution adiabatique discret pour préparer l’état fondamental du modèle de Hubbard. Le but de l’exercice, c’est de calculer le nombre de ressources, en termes de portes quantiques, d’opérations à faire, de temps que ça prendra pour arriver à préparer notre état fondamental, pour donner une idée de combien de qubits seront nécessaires, à quel point l’ordinateur doit être résistant aux fautes, etc. », explique Jessica. Tout ça dans le but de déterminer s’il y a bel et bien un avantage quantique.

« Les résultats démontrent le coût élevé associé aux algorithmes tolérants aux fautes. Bien qu’on s’attende à avoir une accélération par rapport à l’ordinateur classique, lorsque l’on prend en considération le nombre de qubits physiques, le nombre d’opérations physiques et le temps de chacune de ces opérations, en incluant la correction d’erreur notamment, la taille des instances offrant un avantage réel est loin d’être atteignable pour les processeurs quantiques à court terme. Toutefois, en combinant des méthodes astucieuses et au moyen de différents procédés d’optimisation, il est possible de réduire considérablement le coût des algorithmes quantiques, et donc de réduire le délai pour atteindre la suprématie quantique. »

« La thèse de Jessica est marquée par l’unité dans la diversité. Diversité des milieux, car les trois projets qu’elle a menés ont été réalisés respectivement chez Microsoft, à l’UdeS et chez 1Qubit. Unité des objectifs, car dans les trois cas, elle cherche à réduire et évaluer le coût d’algorithmes quantiques, en adoptant une attitude très pratique. Grâce à ce côté pratique, Jessica est devenue une “ingénieure en calcul quantique”, une “espèce en voie d’apparition”. » – David Sénéchal, professeur en physique

L’UNIVERSITÉ DE SHERBROOKE

Jessica ne regrette pas du tout d’avoir choisi de poursuivre ses études universitaires à Sherbrooke. Au contraire, elle est très reconnaissante des opportunités de stage, des écoles d’été et des autres portes qui lui ont été ouvertes à l’UdeS. « C’est fou à quel point Sherbrooke est connu dans le monde de l’informatique quantique à l’international. Je trouve que c’est vraiment une belle université qui offre plein d’occasions de se mettre en valeur. »

LA SUITE

Jessica occupe maintenant un poste à temps plein chez 1QBit, une entreprise pour qui elle avait déjà eu la chance de travailler dans le cadre d’un stage. Elle prévoit donc s’installer à Sherbrooke.

Félicitations Jessica!