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Les recherches d'Alán Aspuru-Guzik se situent à l'interface de l'informatique, de la chimie et de la physique. Il travaille à l'intégration de la robotique, de l'apprentissage machine et de la chimie quantique à haut débit pour le développement de plateformes d'accélération de la synthèse des matériaux. Ces « laboratoires autonomes » promettent d'accélérer le rythme des découvertes scientifiques, avec des applications dans les domaines des énergies propres et des matériaux optoélectroniques. Alán développe également des algorithmes pour ordinateurs quantiques destinés à l'apprentissage automatique quantique et a été un pionnier dans le domaine des algorithmes quantiques pour la simulation de la matière. Il est professeur agrégé de chimie et d'informatique à l'Université de Toronto, et est également rattaché aux départements de science des matériaux et de génie chimique et sciences appliquées. Auparavant, il était professeur titulaire à l'Université Harvard. Alán est également cofondateur de Zapata Computing et de Kebotix, deux jeunes entreprises spécialisées respectivement dans l'informatique quantique et les laboratoires autonomes.