L’amélioration de l’imagerie médicale thermique de l’œil humain à l’aide d’une caméra quantique, ainsi que l’élaboration de nouveaux matériaux pour permettre des communications sans fil « au-delà de la 5G », font partie des objectifs de 6 projets qui ont récemment obtenu un financement du Fonds de démarrage en développement quantique (FDDQ).
Accordées par Technologies quantiques transformatrices (TQT), en partie grâce au Fonds d’excellence en recherche Apogée Canada, les sommes investies par le FDDQ stimulent de nouvelles idées et applications des technologies quantiques, conformément à la mission de TQT, qui consiste à accélérer la mise au point et le déploiement de dispositifs quantiques utiles. Le FDDQ vise aussi à ouvrir de nouvelles possibilités pour des chercheurs qui ne travaillent pas habituellement avec des dispositifs quantiques ainsi qu’à encourager l’innovation dans le domaine. À ce jour, 28 projets ont obtenu des fonds totalisant 2,8 millions de dollars à l’Université de Waterloo.
Améliorer l’imagerie médicale thermique de l’œil humain à l’aide d’une caméra quantique
Les examens d’imagerie non effractifs de la rétine permettent aux ophtalmologistes de diagnostiquer des maladies pouvant causer la cécité, telles que la dégénérescence maculaire, la rétinopathie diabétique et le glaucome. En raison de leur faible sensibilité, les caméras actuelles fondées sur des matériaux classiques ont une résolution limitée pour visualiser la structure cellulaire et subcellulaire des tissus de l’œil.
Michael Reimer, professeur à l’IQC ainsi qu’au Département de génie électrique et informatique, a obtenu des fonds pour mettre au point une caméra à balayage linéaire fondée sur un nouveau matériau quantique résultant d’un projet antérieur du FDDQ, et dont la sensibilité permet d’obtenir des images de la rétine avec une résolution submicrométrique. Avec un tel niveau de détail, ce nouvel appareil permettra d’obtenir de manière non effractive des images dont la résolution et le contraste seront comparables à ceux de techniques effractives telles que l’histologie. L’équipe de M. Reimer travaille en collaboration avec Kostadinka Bizheva, du Département de physique et d’astronomie, ainsi qu’avec Karim Karim et Peter Levine, du Département de génie électrique et informatique.
De nouveaux matériaux quantiques pour des communications sans fil « au-delà de la 5G » et pour l’Internet des objets
Les diodes à effet tunnel résonnant (DTR) à jonction double sont des dispositifs quantiques simples mais puissants qui donnent lieu à des applications telles que des oscillateurs térahertz (THz) et subTHz à température ambiante, des circuits à commutation rapide, des circuits intégrés au-delà de CMOS et le calcul quantique photonique.
Michael Pope, professeur adjoint au Département de génie chimique, en collaboration avec Na Young Kim, professeure à l’IQC ainsi qu’au Département de génie électrique et informatique, prévoit mettre au point un réseau à grande échelle de DTR à jonction double faits de matériaux quantiques bidimensionnels déposés avec une précision atomique. Ces dispositifs donneront lieu à une nouvelle génération de communications sans fil ultrarapides fonctionnant à des fréquences de l’ordre du THz inatteignables avec les technologies actuelles.
Récipiendaires du Fonds de démarrage en développement quantique
Les projets ci-dessous ont obtenu des fonds de démarrage totalisant 583 000 $ lors des cycles de financement nos 5 et 6.
Cycle no 5
- Réglage des interactions spin-échange dans des pérovskites aux halogénures métalliques unidimensionnels ou bidimensionnels : une nouvelle classe de matériaux quantiques semiconducteurs
- Pavle Radovanovic, professeur titulaire au Département de chimie
- Dispositifs et réseau photoniques multicouches faits de matériaux quantiques
- Na Young Kim, professeure agrégée au Département de génie électrique et informatique
- Nouvelle caméra infrarouge à base de capteurs quantiques pour des applications biomédicales
- Michael Reimer, professeur adjoint au Département de génie électrique et informatique, en collaboration avec Kostadinka Bizheva, professeure titulaire au Département de physique et d’astronomie, ainsi qu’avec Karim Karim, professeur titulaire, et Peter Levine, professeur agrégé, tous deux du Département de génie électrique et informatique
Cycle no 6
- Électronique micro-onde avancée pour des technologies quantiques
- Raafat Mansour, professeur titulaire au Département de génie électrique et informatique, en collaboration avec Christopher Wilson, professeur titulaire au Département de génie électrique et informatique
- Vers des diodes à effet tunnel résonnant de grande surface par transfert de Langmuir continu de matériaux 2D exfoliés
- Michael Pope, professeur adjoint au Département de génie chimique, en collaboration avec Na Young Kim, professeure agrégée au Département de génie électrique et informatique
- Une reformulation de la théorie des jeux quantiques
- John Watrous, professeur titulaire à l’École David-R.-Cheriton d’informatique
Voir les récipiendaires antérieurs :
Un impact certain
Maintenant dans sa 3e année d’existence, le FDDQ a déjà permis à des projets d’obtenir d’autres fonds et de réaliser des percées telles que le capteur quantique de la prochaine génération de l’équipe de Michael Reimer, professeur à l’IQC. Ce capteur a des applications prometteuses dans le traitement du cancer et l’imagerie médicale, et constitue le fondement de la nouvelle caméra à infrarouge pour laquelle un financement a été accordé dans le cycle no 5.
Le FFDQ a également élargi la communauté de la physique quantique à l’Université de Waterloo, avec 14 subventions — représentant 50 % du financement total — accordées à des professeurs de l’extérieur de l’IQC. C’est le cas de Lan Wei, professeure au Département de génie électrique et informatique, qui dirige un projet de mise au point d’une technologie CMOS cryogénique.
Depuis qu’elle a reçu des fonds de démarrage du FDDQ, Mme Wei a obtenu une bourse de nouveau chercheur pour ce projet et collabore à des travaux sur un milieu à base de silicium dirigés par Jonathan Baugh, professeur à l’IQC et au Département de chimie.
Renseignez-vous sur les projets en physique quantique annoncés dans le cadre d’une initiative conjointe de recherche de l’Université de Sherbrooke, de l’Université de la Colombie-Britannique et de l’Université de Waterloo.
TQT est financé en partie par le Fonds d’excellence en recherche Apogée Canada (FERAC).