Définition de modèles d'intégration des plateformes de calcul quantique dans un support d'exécution à base de tâches pour assurer la portabilité des performances d'applications hybrides

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Offre n°2026-10610

Définition de modèles d'intégration des plateformes de calcul quantique dans un support d'exécution à base de tâches pour assurer la portabilité des performances d'applications hybrides

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Type de contrat : Stage

Niveau de diplôme exigé : Bac + 4 ou équivalent

Fonction : Stagiaire de la recherche

Niveau d'expérience souhaité : Jeune diplômé

A propos du centre ou de la direction fonctionnelle

Le centre Inria de l’université de Bordeaux est un des neuf centres d’Inria en France et compte une vingtaine d’équipes de recherche. Le centre Inria est un acteur majeur et reconnu dans le domaine des sciences numériques. Il est au cœur d'un riche écosystème de R&D et d’innovation : PME fortement innovantes, grands groupes industriels, pôles de compétitivité, acteurs de la recherche et de l’enseignement supérieur, laboratoires d'excellence, institut de recherche technologique…

Contexte et atouts du poste

Contexte

Ce stage s'inscrit dans le cadre d'une collaboration naissante et appelée à se renforcer entre Inria et l'École de Technologie Supérieure du Québec (ÉTS), à Montréal (Canada).

Des ordinateurs quantiques commencent, depuis quelques années, à être mis à la disposition de la communauté informatique, notamment via leur installation dans des centres de calcul scientifique à proximité de plateformes de calcul intensif. Cette proximité offre l'opportunité d'intégrer l'utilisation d'ordinateurs quantiques dans des applications. En effet, les unités de calcul quantique (Quantum Processing Units / QPU) ne sont pas des ordinateurs polyvalents : elles ne peuvent effectuer que certains types de calculs et ne sont efficaces que pour un sous-ensemble de ceux-ci. Par conséquent, elles sont plutôt considérées comme des accélérateurs spécialisés: une application utilisatrice potentielle suivrait un flot d'exécution classique et déléguerait sélectivement certains traitements au QPU lorsque cela s'avèrerait bénéfique.

Si les besoins paraissent similaires à la problématique rencontrée précédemment par l'adoption des processeurs graphiques (GPUs) pour le calcul généraliste, les spécificités des unités quantiques ne permettent pas de calquer simplement les approches adoptées pour les GPUs. Le temps de latence pour un traitement délocalisé sur QPU est très largement plus élevé que sur un accélérateur classique ou que pour une communication entre CPUs. Par ailleurs, cette latence est potentiellement variable en raison des erreurs inhérentes aux technologies de calcul quantique contemporaines. Enfin, les QPUs sont actuellement des plateformes distinctes et autonomes, avec un gestionnaire de jobs distinct de celui des plateformes de calcul classiques. Le modèle d'utilisation de ces QPUs est donc faiblement couplé et fortement asynchrone, ce qui rend leur intégration dans des applications difficile.

Il est donc nécessaire de construire les modèles de programmation et d'exécution adaptés, permettant d'exprimer les traitements potentiellement délocalisables sur QPUs, d'estimer à l'exécution le bénéfice du déport d'un calcul sur une unité quantique par rapport à une alternative classique, et ainsi d'ordonnancer dynamiquement l'application sur une plateforme hybride classique+QPU, tout en absorbant les conséquences du fort découplage et en recouvrant de manière automatisée la latence élevée des QPUs par des traitements classiques. La finalité du stage est de définir, expérimenter et valider une première esquisses de ces modèles de programmation et d'exécution.

Un déplacement à l'ÉTS est envisagé durant le stage, dans le cadre de cette collaboration.

Mission confiée

Mission

Le support d'exécution à base de tâches StarPU possède la capacité d'effectuer l'ordonnancement de tâches issues d'applications de calcul intensif sur des unités de calcul hétérogènes: CPUs, FPGAs, GPUs. Les services qu'il propose permettent de modéliser les performances de tâches sur ces unités variées et ensuite de les ordonnancer sur les unités les plus appropriées, tout en assurant les transferts de données nécessaires de façon transparente. L'objectif du stage est d'utiliser StarPU comme fondation pour développer un modèle de programmation et un modèle d'exécution adaptés à l'intégration d'unités de type QPU parmi les ressources de calcul hétérogènes mises à disposition des applications de calcul intensif. Le défi sera la prise en compte efficace des spécificités des architectures quantiques dans cette entreprise, de manière à offrir une puissance de calcul agrégée accrue aux applications.

Au-delà de l'efficacité, le défi est renforcé par la grande diversité des technologies de calcul intensif concurrentes. Cette diversité représente un risque pour les applications: optimiser une application pour un type de technologie représente un investissement de développement significatif, dont le fruit peut être perdu lors du passage à une technologie différente. L'enjeu sera donc de concevoir les modèles de programmation et d'exécution de façon à offrir la portabilité des performances aux applications cibles, c'est-à-dire leur permettre de fonctionner efficacement sur un assortiment de technologies quantiques, avec peu ou pas de modifications du code applicatif.

Les modèles proposés seront testés tout d'abord en simulation, en s'appuyant sur les travaux de l'ÉTS basés sur le logiciel SimGrid, puis en expérimentés et validés en situation réelle sur des plateformes telles que celles proposées par Calcul Québec au Canada et GENCI en France.

Principales activités

Principales activités

Définition et implémentation de modèles de programmation et d'exécution pour plateformes Calcul Intensif + Quantique.

Définition de stratégies d'ordonnancements hybrides.

Expérimentations et analyse en simulation.

Modélisation des performances et mise en œuvre de la portabilité des performances.

Expérimentations et analyse sur plateformes hybrides réelles.

Activités complémentaires

Participation active à une collaboration internationale

Communication scientifique et présentations des travaux et résultats

Coopération et intégration avec les travaux des autres participants au projet.

Compétences

Compétences techniques et niveau requis

Maîtrise du developpement en langage C, en environnement Unix.

Maîtrise de la programmation parallèle et distribuée.

Notions d'optimisation, ordonnancement, et d'évaluation de performances.

Expérience pratique de l'utilisation de plateformes de calcul intensif.

Expérience pratique en programmation d'accélérateurs / GPU.

Langues

Anglais courant, écrit et oral

Compétences relationnelles

Capacité de travail en équipe

Capacité de prise en compte et de proposition de suggestions

Ponctualité

Compétences additionnelles appréciées

Notions de programmation et d'utilisation de plateformes de calcul quantiques.

Avantages

Restauration subventionnée

Transports publics remboursés partiellement

Congés: 7 semaines de congés annuels + 10 jours de RTT (base temps plein) + possibilité d'autorisations d'absence exceptionnelle (ex : enfants malades, déménagement)

Possibilité de télétravail et aménagement du temps de travail

Équipements professionnels à disposition (visioconférence, prêts de matériels informatiques, etc.)

Prestations sociales, culturelles et sportives (Association de gestion des œuvres sociales d'Inria)

Accès à la formation professionnelle

Sécurité sociale

Rémunération

Le salaire sera de 1867,02€ brut mensuel

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Informations générales

Ville : Talence

Centre Inria : Centre Inria de l'université de Bordeaux

Date de prise de fonction souhaitée : 2027-03-01

Durée de contrat : 6 mois

Date limite pour postuler : 2026-11-30

Attention: Les candidatures doivent être déposées en ligne sur le site Inria. Le traitement des candidatures adressées par d'autres canaux n'est pas garanti.

Consignes pour postuler

Si vous êtes intéressé.es par cette offre, merci de bien vouloir candidater via le site jobs.inria avec les éléments suivants :

cv lettre de motivation

Sécurité défense :

Ce poste est susceptible d’être affecté dans une zone à régime restrictif (ZRR), telle que définie dans le décret n°2011-1425 relatif à la protection du potentiel scientifique et technique de la nation (PPST). L’autorisation d’accès à une zone est délivrée par le chef d’établissement, après avis ministériel favorable, tel que défini dans l’arrêté du 03 juillet 2012, relatif à la PPST. Un avis ministériel défavorable pour un poste affecté dans une ZRR aurait pour conséquence l’annulation du recrutement.

Politique de recrutement :

Dans le cadre de sa politique diversité, tous les postes Inria sont accessibles aux personnes en situation de handicap.

Contacts

Équipe Inria : AT-BOR

Recruteur :

Aumage Olivier /

L'essentiel pour réussir

Qualités de la personne recherchée pour ce stage

Capacité d'intégration et de synthèse de contraintes techniques

Rigueur et méthode dans la conduite d'expérimentations et de validations

Appétence et curiosité pour les technologies expérimentales et innovantes

Aptitude à la collaboration dans une équipe internationale plurielle

Sens de la mission

A propos d'Inria

Inria, l'institut national de recherche dans les sciences et technologies du numérique, est en appui de l’État pour les stratégies nationales de recherche et d’innovation du numérique en tant qu'Agence de programmes. Inria mène plus de 300 projets de recherche et d’innovation avec ses 3500 scientifiques, ingénieurs et personnels d’appui, en partenariat avec les universités et l’écosystème numérique (entreprises, entrepreneurs, acteurs publics). Ensemble, nous explorons des domaines clés comme l'intelligence artificielle, la cybersécurité, l’informatique quantique, le Cloud, la transformation numérique de la santé, les jumeaux numériques ou encore les technologies numériques pour la défense. Nous construisons des solutions concrètes telles que des logiciels, des startups technologiques, des partenariats avec les entreprises du tissu national et des formations de pointe. Notre objectif : l’impact scientifique, technologique et industriel au service de la souveraineté numérique de la France.

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