Axes de recherche


Photonique quantique


Flocon de hBN
par Guillaume Beaudoin, Mathieu Massicotte, Université de Sherbrooke

Les technologies photoniques quantiques ont le potentiel de révolutionner les communications sécurisées, l’informatique et le traitement de l’information, et d’avoir un impact sur diverses industries telles que les soins de santé, les télécommunications, la finance et la défense. La photonique intégrée, pilotée par des processus de fabrication à l’échelle de la plaquette et des dispositifs à fibre optique, apparaît comme une plateforme convaincante pour l’avenir des technologies quantiques, facilitant des ressources photoniques efficaces, miniaturisées et de faible puissance. Des efforts considérables sont consacrés au développement de solutions innovantes pour des sources photoniques quantiques optimisées, afin de générer des états à photon unique, comprimés et intriqués ; un contrôle d’état quantique efficace en termes de ressources, afin de traiter efficacement des états de haute dimension par des moyens cohérents ; ainsi qu’une détection quantique, pour analyser des états quantiques complexes à travers le régime à un (quelques) photon(s) et à plusieurs particules, ainsi que sur de larges bandes spectrales.

L’axe de recherche Photonique quantique ne se concentre pas uniquement sur les aspects techniques, mais privilégie également les solutions accessibles et abordables pour les communautés du monde entier, tout en contribuant à la formation de la future main-d’œuvre au Québec et au Canada. Cet axe s’aligne parfaitement sur les objectifs de développement durable des Nations Unies, en particulier ceux liés à une éducation de qualité et à l’égalité des sexes, en assurant une éducation inclusive, équitable et accessible à tous, en promouvant les possibilités d’apprentissage tout au long de la vie et en favorisant les compétences nécessaires au développement personnel et au progrès mondial ; au travail décent et à la croissance économique, en promouvant le plein emploi et l’emploi productif et en assurant l’égalité d’accès aux possibilités d’emploi, renforçant ainsi le développement social et économique dans le monde entier ; ainsi qu’à l’industrie, l’innovation et l’infrastructure et aux villes et communautés durables, en construisant des infrastructures résilientes, sûres et pratiques, en encourageant l’innovation et en promouvant une industrialisation inclusive et durable.

Nous proposons trois thèmes de recherche qui aborderont les questions interdépendantes suivantes:

  1. Comment pouvons-nous améliorer l’efficacité de la production de photons à partir de sources d’émetteurs quantiques en optimisant les techniques actuelles d’intégration des fibres ?
  2. Comment combiner de manière synergique les technologies photoniques et micro-ondes pour générer efficacement des états quantiques intrigants, tels que les états GKP (Gottesman-Kitaev-Preskill), pour la génération d’un enchevêtrement variable continu ?
  3. Quelle est l’approche la plus efficace pour intégrer les avancées récentes dans les technologies des puces et des fibres pour le traitement d’états quantiques de haute dimension, conduisant finalement à des solutions pratiques de communication quantique sécurisée (par exemple, en utilisant l’intrication de variables discrètes) ?

Responsable

Roberto Morandotti

Professeur, INRS - ÉMT

Membres

Thèmes de recherche

THÈME 1

Détection quantique

Photodétecteurs quantiques utilisant les propriétés semi-classiques de la lumière pour améliorer la détection
Détection directe d’états quantiques de luminosité variable, état de photon unique ou multi-photons

THÈME 2

Contrôle de l’état quantique

Utilisation d’états quantiques d’ordre supérieur pour augmenter la capacité et la robustesse des communications quantiques
Génération d’états quantiques d’ordre supérieur à l’aide de PICs dédiés

THÈME 3

Sources quantiques

Amélioration du couplage émetteur-fibre optique pour préserver les états quantiques
Émetteurs quantiques efficaces basés sur des matériaux innovants
Technologie photonique pour la génération de rayonnement micro-onde

Professeurs-chercheurs
membres du COPL


Le COPL réunit des scientifiques de talent qui se distinguent par l’excellence de leurs travaux de recherche et par leur dévouement à la formation de la relève en optique-photonique. 

Nos membres