(Illustration : Adobe Stock)
 

La science et les technologies quantiques métamorphoseront notre société ainsi que notre économie et, à terme, transformeront notre vie quotidienne. C’est pourquoi le gouvernement du Canada a adopté récemment la première Stratégie quantique nationale, dans le but que sa mise en œuvre permette de maintenir le leadership du pays.

« Notre gouvernement sait que la recherche d’aujourd’hui sera l’économie de demain. C’est pourquoi notre pays est l’un des premiers à faire avancer la recherche quantique », a déclaré l’honorable François-Philippe Champagne, ministre de l’Innovation, des Sciences et de l’Industrie. «  En investissant dans la recherche et le talent conformément à la Stratégie quantique nationale, nous continuons de contribuer au succès de l’innovation et des talents canadiens. Les projets annoncés aujourd’hui renforcent les collaborations avec des partenaires canadiens et étrangers afin d’aider les chercheuses et chercheurs canadiens à saisir les occasions qui se présentent et de consolider notre leadership dans ce domaine en pleine croissance. »

« Félicitations à la première cohorte de titulaires d’une subvention du CRSNG à l’appui de la Stratégie quantique nationale du Canada », a ajouté Alejandro Adem, MSRC, président du CRSNG. « Notre organisme est fier de jouer un rôle de premier plan dans cette stratégie en tirant parti du succès des subventions Alliance et FONCER pour faire progresser ce domaine de recherche extrêmement important et perpétuer le rôle du Canada à titre de chef de file mondial dans ce contexte. »

Les projets visent à résoudre des problèmes importants en science quantique, tout en appuyant le développement de technologies quantiques dans divers domaines : algorithmes et chiffrement; communications et informatique; matériaux; et détection. Ils renforceront les capacités canadiennes en quantique grâce à des collaborations en recherche à l’échelle nationale et internationale.

Programme Alliance International – Catalyseur – Quantique

Ce sont près de 1,4 million de dollars qui répartis entre 56 projets pour aider les chercheuses et les chercheurs canadiens à établir et à développer des collaborations et des projets de recherche internationaux en science et en technologies quantiques. Deux projets menés à Polytechnique reçoivent un appui totalisant 50 000 $.

Titre du projet : Surveillance rentable des applications logicielles quantiques
Chercheur principal : Heng Li, professeur adjoint au Département de génie informatique et génie logiciel

Une question fondamentale est de savoir comment s'assurer de manière rentable que les logiciels quantiques sont corrects et fiables. Le contrôle est essentiel pour vérifier la qualité des logiciels et diagnostiquer les erreurs. Cependant, le contrôle des logiciels quantiques est difficile.

Ce projet vise à relever ces défis en étudiant des méthodes permettant de contrôler de manière fiable les états intermédiaires des applications logicielles quantiques. D’une part, en concevant des composants de surveillance quantique réutilisables qui peuvent déduire de manière fiable les états des qubits tout en préservant leur fidélité (c'est-à-dire en minimisant l'impact fonctionnel de la surveillance). D’autre part, en développant un cadre qui permettra d'intégrer de manière optimale les composants de surveillance dans les applications quantiques afin de minimiser l'impact de la surveillance sur les performances.

Les résultats de ce projet permettront d'améliorer l'observabilité des applications logicielles quantiques, ce qui aidera les chercheurs en informatique quantique et les développeurs de logiciels quantiques au Canada à comprendre les comportements d'exécution de leurs applications et à localiser efficacement les erreurs d'exécution. Le projet jouera un rôle important dans l'assurance de la qualité des applications logicielles quantiques.

Le professeur Li s’appuiera également sur les expertises de Foutse Khohm, professeur titulaire au Département de génie informatique et génie logiciel, pour mener à bien ses recherches. Le projet reçoit un appui d’un montant de 25 000 $ pour une année.

Titre du projet : Découvrir les caractéristiques atomiques des Qubits topologiques
Chercheur principal : Oussama Moutanabbir, professeur titulaire au Département de génie physique

Ce projet collaboratif vise à élucider la structure atomique des qubits topologiques émergents et à optimiser leurs propriétés. Ces études systématiques combineront la tomographie par sonde atomique et l'ingénierie des interfaces dans des nanofils de PbSnTe hybrides semi-conducteurs-supraconducteurs à grand couplage spin-orbite. La tomographie par sonde atomique est une méthode capable de disséquer en 3D, atome par atome, des nanostructures et des dispositifs uniques à une résolution proche de l'atome. La possibilité d'accéder à ces informations est essentielle pour améliorer les modèles théoriques, prédire les performances des qubits individuels et évaluer toute fluctuation de leur comportement susceptible d'avoir un impact sur la mise à l'échelle de grands réseaux de qubits. À terme, le projet permettra de dépasser les frontières dans la recherche sur les matériaux quantiques et facilitera des fonctionnalités clés telles que le contrôle quantique efficace et la longue cohérence.

Le professeur Moutanabbir mènera ses recherches avec la collaboration du professeur Erik Bakkers des universités de technologie d'Eindhoven et de Delft (Pays-Bas). Le projet reçoit un appui d’un montant de 25 000 $ pour une année.

Subventions Consortiums en quantique du programme Alliance

Plus de 38 millions de dollars répartis entre huit projets aideront à établir des partenariats de recherche de grande envergure à l’échelle nationale en science et en technologies quantiques, grâce à la coordination d’équipes universitaires dans l’ensemble des pôles régionaux de recherche et d’innovation en quantique, en collaboration avec des organismes partenaires issus de divers secteurs, notamment des laboratoires fédéraux, tout en conciliant les applications industrielles et les besoins du gouvernement.

Le professeur Oussama Moutanabbir est impliqué dans le Consortium on Quantum Simulation with Spin Qubits (CQS2Q), dirigé par le professeur Joseph Salfi de l’Université de Colombie-Britannique, qui a pour objectif la réalisation de simulateurs quantiques à partir des matériaux et des dispositifs développés à Polytechnique.

L’équipe du professeur Moutanabbir travaillera notamment sur la réalisation des structures quantiques à base de l’isotope germanium 70 hautement purifié pour créer des dispositifs de haute cohérence sans le bruit de spin nucléaire associé aux impuretés de germanium 73. Ces structures seront ensuite utilisées pour créer des points quantiques en utilisant des procédés standards de l’industrie des semiconducteurs. Réunissant une équipe d’experts des universités de Colombie-Britannique, McGill, de Waterloo et de Sherbrooke, le projet se voit octroyer un appui de 4 925 000 $ pour 5 ans.

Programme FONCER (Programme de formation orientée vers la nouveauté, la collaboration et l'expérience en recherche)

Près de 5 millions de dollars répartis entre trois équipes ont été octroyés pour former, attirer et retenir au pays les meilleurs talents en quantique. Le financement est accordé dans le cadre du concours annuel de ce programme.

Titre du projet : Innovators for Quantum Computing Deployment (IQuCode)

Le professeur adjoint Nicolás Quesada du Département de génie physique est impliqué dans le projet Innovators for Quantum Computing Deployment (IQuCode), mené par le professeur Daniel Oblak de l’Université de Calgary, qui vise à assurer que les étudiantes et les étudiants diplômés des programmes de recherche quantique soient prêts pour le marché du travail en fournissant une formation sur les applications de l'informatique quantique dans le secteur privé. Le professeur Quesada travaillera notamment dans la formation au développement, à l'essai et au déploiement de logiciels quantiques. Le projet réunit une équipe d’experts des universités de Sherbrooke, Calgary, d’Alberta et McGill, et reçoit un appui de 1 650 000 $ pour 6 ans.

Titre du projet : Training in Materials for Quantum Technologies (MaQTech)

Le professeur agrégé Stéphane Kéna-Cohen et le professeur titulaire Oussama Moutanabbir, du Département de génie physique, sont impliqués dans le projet MaQTech qui est mené par la professeure Adina Luican-Mayer de l’Université d’Ottawa aux cotés de professeurs des universités de Waterloo, McGill, de Sherbrooke et de Toronto.

Ce projet a comme objectif de former une cohorte étudiante avec une expertise en science des matériaux et en ingénierie adaptée aux technologiques quantiques de demain. La formation scientifique ira du fondamental jusqu’à la fabrication et la caractérisation de matériaux quantiques ainsi que leur intégration au sein de différents dispositifs. À travers leur parcours, les membres de la cohorte auront l’opportunité de faire un stage à l’international et seront accompagnés par des formations complémentaires en leadership, en entreprenariat et en éthique.

Le professeur Kéna-Cohen travaillera notamment sur le développement de sources de lumière quantiques à base de matériaux bidimensionnels et de molécules organiques. L'équipe du professeur Moutanabbir développera des interfaces photon-spin et des qubits à base de semiconducteurs purifiés isotopiquement.

Le projet reçoit un appui de 1 571 000 $ pour 6 ans.

Félicitations à nos chercheurs!

En savoir plus

Fiche expertise du professeur Stéphane Kéna-Cohen
Fiche expertise du professeur Heng Li
Fiche d'expertise du professeur Foutse Khomh
Fiche expertise du professeur Oussama Moutanabbir
Fiche expertise du professeur Nicolás Quesada
Site du Département de génie physique