Un consortium pour développer de nouveaux matériaux quantiques

L’initiative QuantaMole s’avère la plus imposante des trois financées par le CRSNG en raison de la taille de la subvention qui lui est accordée, soit 5 millions de dollars répartis sur 5 ans.

Mené par Stéphane Kéna-Cohen, professeur titulaire au Département de génie physique, QuantaMole regroupe des scientifiques aux expertises complémentaires qui sont associés à différentes universités au pays. Les chercheuses et chercheurs en génie, en chimie et en physique qui y prennent part se donnent pour mission de développer de nouveaux matériaux à base de molécules organiques pour manipuler la lumière, ouvrant la voie à de nouvelles technologies quantiques.

Le groupe vise notamment à développer des sources lumineuses quantiques à base de molécules organiques, de capteurs magnétiques avancés et de commutateurs électro-optiques rapides et compacts. Le travail du groupe sera mené en étroite collaboration avec des partenaires intéressés par la détection quantique, la communication quantique et le calcul quantique.

Mieux allouer les ressources des réseaux sans fil

De son côté, l’équipe de Soumaya Cherkaoui, professeure titulaire au Département de génie informatique et génie logiciel, veillera à tirer profit du calcul quantique pour améliorer l’allocation des ressources sur les réseaux sans fil, dans le cadre d’une subvention en quantique du programme Alliance de CRSNG totalisant plus de 949 500 dollars sur 3 ans.

Les réseaux sans fil doivent intégrer des bandes de fréquences plus élevées tout en utilisant le spectre et l’énergie de façon optimisée malgré une densité accrue d’utilisateurs et le besoin d’une latence minimale. En exploitant les algorithmes d’optimisation du calcul quantique, l’équipe de Polytechnique Montréal développera un cadre permettant d’allouer les ressources plus efficacement et rapidement que les techniques classiques.

Les résultats du groupe pourraient également avoir une grande valeur pour l'application pratique à court terme de l'informatique quantique dans de nombreux domaines, élargissant ainsi son impact bien au-delà des réseaux sans fil.

Des algorithmes pour identifier les limites du quantique

L’équipe de Nicolás Quesada, professeur adjoint au Département de génie physique, obtient pour sa part une subvention Catalyseur en quantique du programme Alliance du CRSNG s’élevant à 20 500 dollars pour une année.

Grâce à cet appui, le groupe testera une hypothèse voulant que des dispositifs nommés échantillonneurs bosoniques gaussiens, ou échantillonneurs quantiques, soient capables de résoudre certaines tâches plus rapidement que les superordinateurs classiques.

Ces machines fonctionnent en manipulant la lumière dans un réseau complexe d'interférences et en mesurant la façon dont les photons se répartissent à la sortie. Le groupe s’en remettra toutefois à la simulation pour effectuer ses tests, en développant des algorithmes classiques capables d’imiter ces échantillonneurs quantiques.

En utilisant des outils mathématiques comme l'analyse de Fourier, l’équipe vise à exploiter les imperfections inévitables des dispositifs quantiques pour simuler leurs résultats avec des méthodes classiques. Ces travaux aideront non seulement à valider les expériences actuelles, mais aussi à établir de nouvelles références pour les futures revendications d’avantage quantique, en renforçant notre compréhension des limites entre le classique et le quantique.

En savoir plus

Site d’expertise du professeur Stéphane Kéna-Cohen
Site d’expertise de la professeure Soumaya Cherkaoui
Site d’expertise du professeur Nicolás Quesada
Site web du Département de génie physique
Site web du Département de génie informatique et génie logiciel