Reference number : 172-2021-2022-Q4-987588, amendment number : , agreement type : C, recipient legal name : Xanadu Quantum Technologies Inc, recipient country : CA, recipient province : ON, recipient city : Toronto|Toronto, recipient postal code : M5G 2C8, program name english : Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives, program name french : Programme de collaboration en science, en technologie et en innovation - Initiatives de collaboration en R-D, program purpose english : Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas., program purpose french : Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires., agreement title english : Photonic quantum sensors and novel detectors towards sensing beyond the standard quantum limit, agreement title french : Développement par NorthStar d’une technologie de détection à haute vitesse et à haute résolution pour un nombre élevé de photons, agreement number : 987588, agreement value : 596780.0, agreement start date : 2022-02-03, agreement end date : 2024-12-30, description english : Peculiarities of quantum physics such as superposition and entanglement
offer unprecedented advantages in secure communication, computing,
sensing and metrology. The fundamentals of quantum optics was first used
to demonstrate how quantum properties of light can provide sensing and
metrology capabilities beyond the standard quantum limit. Recent progress
in the development of photonic sources and detectors (specifically photon
number resolving detectors) propels research and development in efficient and scalable quantum photonic sensing devices. The photon number resolving detection technology helps to design detection schemes beyond the standard homodyne and single photon detection. This enables photon parity or weak-homodyne detection strategies that uses the best of both discrete variable and continuous variable photonic information processing to advance quantum sensing and metrology.
To support sensing applications that attain a real-world advantage across both scientific metrics and business value (surpassing existing classical techniques), significant development of new features are required in photonnumber-resolving detectors. In particular, low speeds and low photon number resolution on events with large photon numbers have been a bottleneck in bringing such devices to real-world applications. In the Project, the team will push the boundaries of photon-number-resolution technology by increasing its repetition rate and number resolution capability. These developments will be combined with novel detection schemes to demonstrate quantum photonic sensing beyond the shot-noise limit., description french : Par ses particularités comme la superposition et l’intrication, la physique quantique présente des avantages sans précédent pour la sécurisation des communications, l’informatique, la détection et la métrologie. En s’appuyant sur les fondements de l’optique quantique, on a d’abord montré comment les propriétés quantiques de la lumière peuvent amener la détection et la métrologie au-delà de la limite quantique standard. Les progrès récents réalisés dans l’élaboration de sources et de détecteurs photoniques (surtout les détecteurs-résolveurs du nombre de photons) ont aiguillé la recherche-développement vers les dispositifs de détection photoniques-quantiques qui sont efficaces et adaptables. La résolution du nombre de photons est une technologie qui facilite la conception d’autres systèmes de détection que ceux qui reposent sur la détection homodyne et la détection du simple photon. Elle ouvre la porte à des stratégies pour détecter la parité du photon et la détection homodyne faible par l’usage des meilleures méthodes de traitement des données photoniques variables ponctuelles et continues, ce qui fera progresser la détection quantique et la métrologie. Pour parvenir à des applications qui présenteront un réel avantage tant pour les mesures scientifiques que pour les mesures commerciales (en surpassant les méthodes classiques actuelles), on doit mettre au point de nouvelles fonctionnalités pour les détecteurs-résolveurs du nombre de photons. Une résolution lente et faible du nombre de photons entrave l’usage du dispositif pour des applications concrètes, quand le nombre de photons est très élevé dans l’événement à quantifier. Dans le cadre de ce projet, l’équipe repoussera les limites de la résolution du nombre de photons en augmentant la rapidité des répétitions et en rehaussant la résolution du nombre de photons. On combinera ces développements à de nouvelles techniques de détection afin de montrer que la détection photonique-quantique est réalisable au-delà du bruit quantique., expected results english : In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems., expected results french : À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides., additional information english : nan, additional information french : nan, owner organization : nrc-cnrc, owner organization title : National Research Council Canada | Conseil national de recherches Canada