Le 21 janvier 2025, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) a annoncé qu’il financerait des projets de science quantique, dont six menés à l’Université d’Ottawa. Ces fonds soutiennent l’engagement de l’Université envers les progrès de la science quantique et de l’innovation au Canada.
« Pour l’Université d’Ottawa, être à l’avant-garde de la recherche quantique est plus qu’une quête de savoir. C’est un investissement dans l’avenir », affirme Julie St-Pierre, vice-rectrice intérimaire à la recherche et à l’innovation. « En favorisant un solide écosystème dans lequel collaborent le monde de la recherche, la communauté étudiante et l’industrie, l’Université permet au Canada de demeurer un leader dans la course quantique mondiale. »
Qui sont les récipiendaires?
Le professeur Pierre Berini fait porter ses recherches sur les nanostructures générant de la lumière quantique, et son projet vise à améliorer les applications quantiques. Pour ce faire, il utilise des nanoantennes plasmoniques (des structures minuscules qui manipulent la lumière à l’échelle nanoscopique) équipées d’émetteurs quantiques, et provoque des interactions. Son but est de produire des sources fiables et efficaces de lumière quantique, une condition essentielle à la transmission et au traitement de l’information quantique. Il souhaite concevoir des plateformes intégrées qui pourraient révolutionner la communication, l’informatique et la détection quantiques, permettant d’accélérer et de mieux sécuriser la transmission des données.
La professeure Anne Broadbent s’intéresse à la cryptographie; elle étudie tout particulièrement le principe de non-clonage quantique. Selon ce théorème, sur lequel repose la sécurité des systèmes de communication quantique, il est impossible de créer une copie sans erreur d’un état quantique inconnu. En collaboration avec la Sorbonne, la professeure Broadbent veut mettre au point des systèmes de preuves de sécurité répondant au critère de non-clonage et ainsi élaborer un solide cadre théorique permettant d’en analyser la sûreté, le but étant d’améliorer la fiabilité des réseaux quantiques.
Le professeur Hang Chi étudie les variétés topologiques et magnétiques de chalcogénures, des matériaux aux propriétés électroniques exceptionnelles résultant de leur structure géométrique et magnétique, qui demeure robuste même en cas de perturbations externes. Ses travaux ont pour but de mettre au jour des phénomènes comme l’effet Hall quantique anormal, grâce auquel la conduction électrique devient possible sans perte d’énergie. Les matériaux possédant de telles propriétés pourraient améliorer la mémoire et la logique des dispositifs quantiques, permettant de créer des composantes matérielles moins énergivores et plus performantes pour les technologies quantiques.
Le professeur Jeffrey Lundeen axe son projet sur la détection et la métrologie quantiques, des méthodes utilisant des propriétés quantiques particulières pour effectuer des mesures extrêmement précises. Par exemple, la superposition permet aux particules d’exister dans plusieurs états à la fois, et par le phénomène d’intrication quantique, les particules sont enchevêtrées de sorte que l’état de l’une peut modifier l’état de l’autre, même à distance. Ses recherches explorent certaines propriétés quantiques, telles que les valeurs négatives dans les distributions de quasi-probabilité (c’est-à-dire les résultats improbables, mais possibles) et la contextualité (un principe selon lequel les mesures dépendent du contexte où d’autres mesures ont été réalisées), et l’effet de ces propriétés sur la précision des données, même en présence de bruit ou de perte. Ces travaux pourraient déboucher sur la mise au point de capteurs quantiques de pointe, qui seraient utiles dans des domaines comme la navigation et les soins de santé.
Le professeur Paul Mayer explore les propriétés supraconductrices de l’intercalation du graphite par des composés métalliques, un processus visant à intégrer des métaux dans les couches de graphite. Les supraconducteurs sont des matériaux pouvant conduire l’électricité sans résistance dans certaines conditions; ils sont donc tout indiqués pour l’informatique quantique. Le projet du professeur Mayer vise à établir un lien entre les résultats expérimentaux et les modèles informatiques afin de comprendre comment optimiser ces matériaux pour les appliquer au domaine quantique.
Enfin, le professeur Muralee Murugesu mène un projet transformateur sur l’atteinte de degrés d’oxydation rares en chimie des lanthanides pour en dégager des applications quantiques. Les lanthanides sont un groupe d’éléments de terres rares connus pour leurs propriétés magnétiques et optiques remarquables. Le professeur Murugesu souhaite concevoir des matériaux quantiques innovateurs qui pourront servir de qubit, l’unité de base des ordinateurs quantiques. En stabilisant les états d’oxydation rare, son équipe espère résoudre les problèmes d’extensibilité et de stabilité des qubits, pavant ainsi la voie à la création de systèmes d’informatique quantique puissants et pratiques.
Félicitations à ces chercheuses et chercheurs brillants et à leurs équipes pour ces incroyables reconnaissances. Vos travaux laissent entrevoir un avenir où la science quantique rendra le monde meilleur. L’Université est fière de soutenir votre contribution à un domaine aussi fondamental.