Le mercredi 22 mars 2023, quelque 150 personnes issues des milieux de la recherche et de l'enseignement, du secteur industriel et des institutions gouvernementales se sont réunies à la Galerie Rolland sur notre campus dans le cadre du symposium « Le Québec accélère son virage en photonique quantique », qui était organisé par Photonique Quantique Québec (PQ2) – une initiative collaborative mise en place par Polytechnique Montréal – et trois regroupements stratégiques du FRQNT, soit le Centre d’optique, photonique et lasers (COPL), l'Institut transdisciplinaire d'information quantique (INTRIQ) et le Regroupement québécois sur les matériaux de pointe (RQMP).

L'événement était consacré à la photonique quantique, une discipline émergente de la photonique qui s'intéresse aux aspects liés à la génération, au transport, à la manipulation et à la détection des états de la lumière et de la matière. La photonique vise à recourir à des phénomènes quantiques pour développer de nouvelles technologies ou pour améliorer des technologies existantes, aux fins d'applications dans des domaines tels que les communications, le traitement de l'information et la détection.

« Ce symposium a permis d’accueillir à Polytechnique les principaux chercheurs québécois dans le domaine de la photonique quantique », explique Sébastien Francoeur, professeur titulaire au Département de génie physique et directeur de PQ2. « Ce fut une excellente opportunité de présenter à la communauté québécoise Photonique Quantique Québec, une nouvelle initiative de financement de la recherche collaborative visant à accélérer la découverte et l’innovation dans ce domaine en pleine émergence. Également, ce fut l’occasion de démontrer le grand dynamisme de la recherche québécoise en photonique quantique : des chercheurs ont présenté leurs projets CRSNG Horizon Europe, tandis que des détenteurs de chaire du MEIE en photonique quantique ont fait état de leurs plans de recherche pour les prochaines années. »

Collaboration et transdisciplinarité sans frontière

La première partie du symposium a été consacrée à la mobilisation québécoise en photonique quantique.

Après un mot de bienvenue par Bora Ung, professeur à l'École de technologie supérieure et diplômé au doctorat en génie physique de Polytechnique, Marco Blouin, directeur général de la science et de l'innovation au ministère de l'Économie, de l'Innovation et de l'Énergie, a fait état de l'appui du gouvernement provincial à l'innovation et au développement de l'écosystème en quantique au Québec.

Ensuite, le professeur Francoeur a présenté l'initiative PQ2, que Polytechnique pilote en collaboration avec l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) et les universités Laval, McGill, de Montréal et de Sherbrooke. Soulignons que PQ2, en juillet 2022, a annoncé un appui financier totalisant près de 1,2 million de dollars à neuf projets transdisciplinaires et multi-institutionnels visant à faire avancer l’innovation en photonique quantique. Également, Matthew Posner, directeur de la main-d'œuvre et de l'éducation d'Optonique, a présenté les activités de ce pôle d'excellence qui contribue au rayonnement de la photonique québécoise.

Le symposium fut également l'occasion de présenter deux projets de recherche de grande envergure en photonique qui sont pilotés au Québec en collaboration avec des chercheurs au Canada et de l'Union européenne.

Denis Seletskiy, professeur titulaire au Département de génie physique de Polytechnique Montréal, a présenté le projet de recherche en détection quantique dans le domaine de l’infrarouge moyen qui est réalisé par MIRAQLS, un regroupement international transdisciplinaire dont il est le directeur. Ce projet, qui transformera la façon dont les mesures de précision sont effectuées, implique notamment sept membres du corps professoral de Polytechnique.

Également, Nicola Montaut, postdoctorante à l'Institut national de recherche scientifique (INRS), a présenté le projet HyperSpace, piloté par le professeur Roberto Morandotti de l'INRS, qui vise à développer un réseau de communication quantique intercontinental.
 

Dans le sens horaire : Bora Ung, Marco Blouin, Matthew Posner et Nicola Montaut. (Photos : Denis Bernier)

Des projets ambitieux réalisés au Québec

L'après-midi a été consacré à la présentation de projets de recherche en photonique quantique, notamment celles qui sont réalisées par des chaires de recherche soutenues par le ministère de l'Économie, de l'Innovation et de l'Énergie.

Nicolas Quesada, professeur adjoint au Département de génie physique à Polytechnique, a présenté les activités de sa chaire de recherche qui porte sur la génération d'état non gaussien de la lumière à l'aide de matériaux non linéaires. Cette chaire développe la théorie et les outils de calcul nécessaires pour concevoir et optimiser des structures et des dispositifs photoniques intégrés dans de nouveaux matériaux non linéaires pour la génération de lumière brillante non classique.

Philippe St-Jean, professeur adjoint à la Faculté des arts et des sciences au Département de physique de l'Université de Montréal, a présenté les activités de la chaire de recherche en photonique quantique topologique dont il est titulaire. Pour sa part, Kai Wang, professeur adjoint au Département de physique de l'Université McGill, a expliqué les travaux sur les métasurfaces pour la photonique quantique qui sont réalisés par la chaire de recherche qu'il dirige.

François Borelli, président-directeur général de Numana (anciennement TechnoMontréal), a présenté un projet de réseau de communication quantique par fibre optique qui permettra d'interconnecter des dispositifs pour la distribution d’information et de ressources quantiques. Ce réseau, présentement établi à Sherbrooke, sera étendu ensuite à Montréal puis à Québec et permettra de relier à terme les trois villes. Enfin, Mathieu Maisonneuve, conseiller scientifique à l'Institut national d'optique (INO), a traité du développement en photonique quantique en cours dans ce centre d'expertise en optique-photonique.

« La photonique quantique est un domaine des technologies quantiques pour lequel le Québec est particulièrement bien positionné pour avoir un impact. La présence de près de 150 participants et participants au symposium tenu à Polytechnique Montréal témoigne de l’intérêt de la communauté pour cette discipline », estime Nicolas Godbout, professeur titulaire en génie physique, directeur du Département de génie physique à Polytechnique et directeur de l’Institut transdisciplinaire d’information quantique (INTRIQ).

« Les initiatives telles que Photonique Quantique Québec contribuent à dynamiser le secteur ainsi qu'à renforcer la chaîne d’innovation qui établira le Québec comme un pôle incontournable en photonique quantique. Je salue également les initiatives des autres regroupements stratégiques dans le domaine, en particulier le Centre d’optique, photonique et lasers, qui a contribué à l’organisation du symposium, ainsi que le Réseau québécois pour les matériaux de pointe. »
 

De gauche à droite : les professeurs Nicolas Godbout, Denis Seletskiy, Nicolas Quesada et Sébastien Francoeur. (Photo : Denis Bernier)

Soulignons que le succès remporté par le symposium « Le Québec accélère son virage en photonique quantique » incite les entités organisatrices à planifier la tenue d'une deuxième édition dans un avenir rapproché.

(Nous remercions Marc Leclair, coordonnateur de Photonique Quantique Québec, pour son aide à la préparation de cet article.)

En savoir plus

Site de Photonique Quantique Québec (PQ2)
Site du Centre d’optique, photonique et lasers (COPL)
Site de l'Institut transdisciplinaire d'information quantique (INTRIQ)
Site du Regroupement québécois sur les matériaux de pointe (RQMP)
Site du Département de génie physique