Stabilisation des mesures quantiques

La modification 002 - Une pièce jointe a été ajoutée. Le document comprend des questions et des réponses liées au défi.

La modification 001 - Une pièce jointe a été ajoutée. Le document comprend des questions et des réponses liées au défi.

*Prière de noter que le site web SIC sera disponible le 22 septembre 2022 à 14:00 HAE

Le présent avis du défi est publié en vertu de l’appel de propositions (003) du programme Solutions innovatrices Canada (SIC) (EN578-20ISC3). Pour obtenir des renseignements généraux sur le SIC, les soumissionnaires peuvent visiter le site Web du SIC à cet effet.

Veuillez consulter les documents de l’appel de propositions qui contiennent le processus de soumission d’une proposition.

Étapes à suivre :

Étape 1 : lisez ce défi

Étape 2 : lisez l’appel de propositions

Étape 3 : proposez votre solution ici

Titre du défi : Stabilisation des mesures quantiques

PROMOTEUR DU DÉFI : Conseil national de recherches du Canada (CNRC)

Méchanisme de financement : contrat

VALEUR MAXIMALE DU MARCHÉ

De multiples contrats pourraient résulter de ce défi.

Phase 1 :

• Le financement maximal disponible pour tout contrat de la phase 1 résultant de ce défi est de : 150 000 $ CAD, à l'exclusion des taxes applicables, des frais d'expédition, de déplacement et de subsistance, selon les besoins.
• La durée maximale de tout contrat de la phase 1 résultant de ce défi est de 6 mois (à l'exclusion de la présentation du rapport final).
• Estimation du nombre de contrats de la phase 1 : 2

Phase 2 :

N.B.: Seulement les entreprises qui auront complété avec succès la Phase 1 seront invitées à soumettre une proposition pour la Phase 2.

• Le financement maximal disponible pour tout contrat de la phase 2 résultant de ce défi est de : 1 000 000 CAD, à l'exclusion des taxes applicables, des frais d'expédition, de voyage et de séjour, selon les besoins.
• La durée maximale de tout contrat de la phase 2 résultant de ce défi est de 18 mois (à l'exclusion de la présentation du rapport final).
• Estimation du nombre de contrats de la phase 2 : 1

Le fait de divulguer l'estimation du financement disponible n'engage aucunement le Canada à payer cette somme. Les décisions finales sur le nombre de bourses des phases 1 et 2 seront prises par le Canada en fonction de facteurs tels que les résultats de l'évaluation, les priorités ministérielles et la disponibilité des fonds.

N.B.: les entreprises sélectionnées peuvent recevoir un contrat par phase, par défi. 

Déplacements 

Aucun déplacement ne sera nécessaire à la phase 1

Réunion de lancement

Téléconférence/videoconference

Réunions d'étape

Téléconférence/videoconference

Réunion d’examen final

Téléconférence/videoconference

Les autres communications pourront se faire par téléphone, ou par vidéoconférence.

Sommaire du problème

Le Conseil national de recherches du Canada est à la recherche d'une solution qui permettra d'établir des liens quantiques stables pour le futur Internet quantique. La solution doit démontrer la synchronisation d'interféromètres locaux et la stabilisation de leur lien optique d'interconnexion pour la lecture en temps réel d'états quantiques non locaux.

Énoncé du problème

La corrélation quantique présente parmi les particules de lumière laisse espérer des mesures métrologiques améliorées, plus précises que ce qui est réalisable par les moyens classiques. Le Conseil national de recherches du Canada (CNRC) a récemment établi la source de photons intriqués au Centre de recherche en métrologie afin de repousser la limite de précision des mesures en métrologie optique à ce qui est garanti par la physique quantique. Pour mesurer l'intrication quantique entre des photons répartis dans l'espace, il est essentiel d'assurer la synchronisation d'une phase de lecture entre les interféromètres locaux servant d'analyseurs d'état quantique et de stabiliser leurs liens optiques d'interconnexion contre les fluctuations thermiques ou mécaniques, dans la cohérence des photons participants. Le CNRC est donc à la recherche d'innovateurs qui pourraient construire un ou des systèmes de rétroaction active pour la stabilisation des canaux quantiques et la synchronisation des analyseurs. Ensemble, le système résultant permettra l'observation robuste et fidèle d'états quantiques séparés dans l'espace et finira par être intégré au prototype de réseau quantique fondé sur l'intrication à trois photons que le CNRC élabore actuellement comme élément de base d'un Internet quantique évolutif. Les applications prévues du prototype comprennent l'échange de secrets quantiques entre trois utilisateurs et le traitement de l'information quantique en réseau avec de multiples capteurs quantiques répartis sur une certaine distance.

Résultats essentiels (obligatoires)

Les solutions proposées doivent :

1. Constituer un minimum de quatre interféromètres (trois optimisés pour des signaux quantiques centrés à 1550,00 +/- 0,05 nm, et un optimisé pour un signal de pompe centré à 775,00 +/- 0,01 nm).
2. Être capable de stabiliser et de contrôler activement une phase optique à 0,001 radian près.
3. Avoir un bruit de diaphonie négligeable (isolation supérieure à 80 dB) du laser à verrouillage de phase sur les signaux quantiques.
4. Avoir un débit élevé (chaque interféromètre doit avoir une transmission supérieure à 80 %).
5. Avoir la capacité de régler la différence de longueur de trajet de chaque interféromètre à au moins 10 millimètres avec une précision de 1 micromètre.
6. Être capable de stabiliser la fluctuation temporelle relative du photon entre deux interféromètres séparés dans l'espace, de l'ordre de la picoseconde.
7. Être capable de stabiliser la fluctuation temporelle relative d'un photon entre tous les interféromètres, de l'ordre de la picoseconde.
8. Offrir la possibilité d'ajouter des interféromètres supplémentaires.

Résultats souhaités supplémentaires

Les solutions proposées devraient :

1. être capable de surveiller la phase d'interféromètres verrouillés en utilisant Labview ou Python;
2. être capable de surveiller la température de tous les interféromètres individuels;
3. être capable de surveiller le temps d'arrivée relatif des photons à chaque interféromètre en utilisant Labview ou Python.

Historique et contexte

La stabilisation des canaux optiques est essentielle pour la réalisation de réseaux quantiques car les nœuds quantiques locaux sont interconnectés par des photons interférents indépendants parcourus depuis chaque nœud du réseau. Ces mesures d'interférence photonique nécessitent que tous les photons participants soient indiscernables dans leurs degrés de liberté (DOF), c'est-à-dire la fréquence, la polarisation, l'espace et le temps. Comparé à d'autres DOF, la stabilisation du temps d'arrivée des photons, dans leur cohérence typique de O (1 - 10 ps), n'est pas triviale en raison de fluctuations thermiques et/ou mécaniques soudaines et importantes dans l'ensemble du système. Un tel système de stabilisation temporelle de haute précision pourrait être coûteux et demander beaucoup de travail, car du matériel séparé (lasers et détecteurs de photons) et un mécanisme de rétroaction doivent être intégrés dans le système quantique principal. Par conséquent, le développement d'une solution innovante à ce problème par le biais du programme défi PARI-SIC serait rapide et rentable, et soutiendrait davantage l'industrie quantique au Canada. Jusqu'à présent, aucune solution commerciale n'a été apportée par les entreprises.

ENQUÊTES

Toutes les demandes de renseignements doivent être présentées à TPSGC.SIC-ISC.PWGSC@tpsgc-pwgsc.gc.ca au moins dix jours civils avant la date de clôture. Pour ce qui est des demandes de renseignements reçues après ce délai, il est possible qu'on ne puisse pas y répondre.

*Comment préparer une soumission