Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Sujet de thèse :
Calcul neuromorphique avancé dans les systèmes photoniques non linéaires multimodes : exploitation du multiplexage temporel et du couplage modal pour l’efficacité computationnelle
Le calcul neuromorphique optique émerge comme une alternative prometteuse aux architectures électroniques classiques, offrant des avantages en termes de vitesse, de consommation énergétique et de parallélisme. Les systèmes photoniques non linéaires, en particulier, permettent d’exploiter la richesse des dynamiques optiques pour réaliser des opérations complexes, inspirées des réseaux de neurones biologiques.
Cependant, les approches actuelles se heurtent à des limitations en termes de scalabilité et d’efficacité computationnelle. Ce projet propose d’explorer une nouvelle voie en combinant :
• Le multiplexage temporel via une ligne à retard programmable
• La complexité apportée par le multiplexage spatial et le couplage non linéaire entre modes dans une fibre multimode
• Une rétroaction toute optique multidimensionnelle et reconfigurable pour assurer un effet mémoire, afin d’augmenter significativement les capacités de calcul neuromorphique
L’objectif est d’augmenter significativement la densité d’information traitée et l’efficacité computationnelle, tout en exploitant une dimensionalité spectro-temporelle pour la caractérisation des états optiques.

Mots clés : Calcul neuromorphique, photonique nonlinéaire, fibre multimode, multiplexage temporel, rétroaction optique, peignes de fréquences, lasers verrouillés en phase.

Contexte :
Thèse en co-tutelle Lille-Limoges (A Mussot et B Wetzel). Le candidat passera 50% de son temps dans chacune des universités

Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Contraintes et risques :