Phd-Algorithmes Quantiques 'Quantum Walks' pour des Use-Cases Cybersécurité H/F Orange

Contexte global et problématique du sujet :
Votre rôle est d'effectuer un travail sur la thèse " Utilisation et adaptation des algorithmes quantiques " quantum walks " sur des use-cases de cybersécurité ". Dans certains problèmes industriels, on peut faire face à un manque de données ou un coût énergétique trop élevé pour résoudre certains problèmes avec des ordinateurs classiques. La cybersécurité en est un parfait exemple. En 2025 : un demi-million de nouveaux malware en plus de 2024 pour arriver à un total d'1M5. Le Quantum Computing est une technologie d'avenir permettant potentiellement de répondre à ces besoins. De plus, l'ONU considère cette année comme l'année internationale de la science et des technologies quantiques. Nous avons déjà des résultats encourageants sur des modèles quantiques pour la détection de malware. Une première thèse nous a permis d'identifier des sources d'améliorations. Nous devons maintenant explorer d'autres types d'algorithmes quantiques. Les algorithmes de type Quantum Walk sont sujet à un fort intérêt car trouvent des applications dans de nombreux domaines : Machine Learning, parcours de graphe, ...

Ressources :
- Douglas-Wang " Efficient quantum circuit implementation of quantum walks "
- Qiang-Ma-Song " Review on Quantum Walk Computing : theory, implementation and applications "
- Breiman " Random Forests "
- Scornet - Hooker " Theory of Random Forests : A review "





Objectif scientifique - résultats et verrous à lever :

L'objectif de la thèse est de développer une expertise sur les algorithmes de type Quantum Walks, de prouver des résultats sur leur comportement afin de créer des modèles fonctionnels et scalables, prêts à l'arrivée d'ordinateurs quantiques universels.

Verrous à lever :
- Maîtriser les outils mathématiques liés au machine learning et au quantum computing. Comprendre le fonctionnement des quantum walks.
- Appréhender les différentes technologies quantiques pour développer de manière efficace nos algorithmes.
- Regrouper et traiter de manière pertinentes les données relatives à nos use-cases.


Résultats attendus :
- La rédaction d'un état de l'art technique sur les quantum walks et leurs applications.
- L'implémentation d'un ou plusieurs algorithmes basés sur les quantum walks optimisés pour la détection de malware et adaptables à d'autres use-cases de cybersécurité.