Laboratoire Quantique Moncton

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Ordinateurs quantiques

Les ordinateurs d’aujourd’hui fonctionnent en utilisant le système binaire, selon lequel l’information est encodée sous forme de 0 et 1, ce qu’on appelle un bit. Or, selon la mécanique quantique, un système physique peut être dans une superposition d’états, avec des amplitudes qui sont représentées par des nombres complexes. En construisant un ordinateur à partir de bits quantiques, ou qubits, il est possible de tirer avantage de ces amplitudes pour résoudre certains problèmes exponentiellement plus rapidement que les ordinateurs classiques.

En tant que particules quantiques, les photons ont les propriétés nécessaires pour agir en tant que qubit. Ils ont également l’avantage d’être facilement transmis sur de grandes distances sans être perturbés par leur environnement. Ils peuvent donc être employés comme un des éléments de base pour la construction d’ordinateurs quantiques.

Sources de photons intriqués

Une des propriétés qui distinguent les systèmes quantiques est qu’ils peuvent avoir des corrélations beaucoup plus fortes que ce que prédit la physique classique. Par exemple, deux photons qui sont mesurés à plusieurs années-lumière l’un de l’autre pourraient donner des résultats de mesures parfaitement corrélés. On appelle ces corrélations l’intrication quantique. L’intrication quantique est une des ressources importantes qui est utile pour les technologies de l’information quantique.

Pour que des photons soient intriqués d’une manière utile, ils doivent être créés d’une manière bien particulière. Dans nos laboratoires, nous utilisons la fluorescence paramétrique, qui permet de diviser des photons en deux dans des cristaux non linéaires, pour créer des états intriqués de photons.

Membres de l'équipe

Deny Hamel s'est joint à l'Université de Moncton en 2014. Il est professeur agrégé et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en optique et information quantique.
Pour sa maîtrise, Alexandre Léger a utilisé une cavité active pour amplifier la fluorescence paramétrique en cascade. Il explore maintenant les applications de la précertification de photons pour l'information quantique dans le cadre de son doctorat.	Mohammed Charafi a entamé sa maîtrise en 2023. Il travaille sur l'amplification de la fluorescence paramétrique en cascade avec du filtrage spectral.

Alumni récents

Samridhi Gambhir a fait une postdoc avec nous de 2020 à 2023, travaillant principalement sur la fluorescence paramétrique en cascade. Elle est maintenant chercheuse quantique à Quantum Bridge Technologies.	Zachary Chaisson a démontré une source stable de triplets de photons intriqués pour sa maîtrise (2021). Il est maintenant un ingénieur quantique avec Photonic.
Bobby Bourque a terminé sa maîtrise en 2021, dans laquelle il a étudié la génération de seconde harmonique a faible flux dans des matériaux non linéaires organiques. Il est maintenant un mathématicien à IGT.	Patrick Poitras a terminé sa maîtrise en 2021, au cours de laquelle il a évalué l'utilisation de la fluorescence paramétrique en cascade pour la génération de photons uniques. Il est actuellement développeur de logiciels processeur à D-Wave.

Anciens Membres

• Micaël Richard (Étudiant au baccalauréat, 2017, 2019)
• Paul-Henry Glinel (Étudiant au baccalauréat, 2018)
• Yannick Castonguay-Page (Étudiant au baccalauréat, 2017)
• Véronique Landry (Étudiante au baccalauréat, 2016)
• Fallou Kane (Étudiant de Maîtrise, 2015-2016)

Publications

Une liste à jour de mes publications est également disponible sur mon profil Google Scholar. Toutes mes publications sont disponibles en libre accès sur arXiv.

• A. Leger, S. Gambhir, J. Légère & D. R. Hamel, Amplification of cascaded downconversion by reusing photons with a switchable cavity, Phys. Rev. Research 5, 023131 (2023).
• Z. M. E. Chaisson, P. F. Poitras, Y. Castonguay-Page, P.H. Glinel, V. Landry & D. R. Hamel, Phase-stable source of high-quality three-photon polarization entanglement by cascaded downconversion, Phys. Rev. A. 105, 063705 (2022).
• P. Poitras, E. Meyer-Scott & D. R. Hamel, Proposal for low-noise heralded single photons from cascaded downconversion, Optics Express 26, 12930 (2018).
• S. Agne, T. Kauten, J. Jin, E. Meyer-Scott, J. Z. Salvail, D. R. Hamel, K. J. Resch, G. Weihs & T. Jennewein, Observation of Genuine Three-Photon Interference, Physical Review Letters 118, 53602 (2017).
• L. M. Procopio, L. Rozema, Z. J. Wong, D. R. Hamel, K. O'Brien, X. Zhang, B. Dakic & P. Walther, Single-photon test of hyper-complex quantum theories using a metamaterial, Nature Communications 8, 15044 (2017).
• E. Meyer-Scott, D. McCloskey, K. Golos, J. Z. Salvail, K. A. G. Fisher, D. R. Hamel, A. Cabello, K. J. Resch, & T. Jennewein, Certifying the Presence of a Photonic Qubit by Splitting It in Two, Physical Review Letters 116, 070501, (2016).
• L. K. Shalm et al. A strong loophole-free test of local realism, Physical Review Letters 115, 250401 (2015).
• L. M Procopio, A. Moqanaki, M. Araújo, F. Costa, I. A Calafell, E. G. Dowd, D. R. Hamel, L. A. Rozema, C. Brukner & P. Walther, Experimental superposition of orders of quantum gates, Nature Communications 6, 7913 (2015).
• D. R. Hamel, L. K. Shalm, Hübel, A. J. Miller, F. Marsili, V. B. Verma, R. P. Mirin, S. W, Nam, K. J. Resch & T. Jennewein, Direct generation of three-photon polarization entanglement, Nature Photonics 8, 801-807 (2014).
• P. Kolenderski, C. Scarcella, K. D. Johnsen, D. R. Hamel, C. Holloway, L. K. Shalm, S. Tisa, A. Tosi, K. J. Resch & T. Jennewein, Time-resolved double-slit experiment with entangled photons, Scientific Reports 4, 4685 (2014).
• L. K. Shalm, D.R. Hamel, Z. Yan, C. Simon, K. J. Resch & T. Jennewein, Three-photon energy-time entanglement, Nature Physics 9, 19-22 (2013).
• Z. Yan, D. R. Hamel, A. K. Heinrichs, X. Jiang, M. A. Itzler & T. Jennewein, An ultra low noise telecom wavelength free running single photon detector using negative feedback avalanche diode, Review of Scientific Instuments 83, 073105 (2012).
• R. Prevedel, D.R. Hamel, R. Colbeck, K. Fisher & K.J. Resch, Experimental investigation of the uncertainty principle in the presence of quantum memory and its application to witnessing entanglement, Nature Physics 7, 757-761 (2011).
• Y. Lu, N. Coish, D.R. Hamel, S. Croke & K.J. Resch, Minimum-error discrimination of entangled quantum states, Physical Review A 82, 042340 (2010).
• H. Hübel, D.R. Hamel, A. Fedrizzi, S. Ramelow, K.J. Resch & T. Jennewein, Direct generation of photon triplets using cascaded photon-pair sources, Nature 466, 601-603 (2010).
• D.N. Biggerstaff, R. Kaltenbaek, D.R. Hamel, G. Weihs, T. Rudolph & K.J. Resch, Cluster-state quantum computing enhanced by high-fidelity generalized measurements, Physical Review Letters 103, 240504 (2009).

Opportunités de stages

Post-doc

Les candidats intéressés à effectuer un stage postdoctoral dans notre groupe peuvent me contacter par courriel avec un curriculum vitae et un résumé de leurs intérêts de recherche.

NOUVEAU! Nous sommes actuellement à la recherche de candidats pour combler un poste de chercheur postdoctoral, avec financement entièrement garanti, débutant à l'automne 2019. La date de fermeture de concours est prévue pour le 1 septembre 2023. Consultez le document suivant pour plus de détails et pour les démarches à suivre pour déposer votre candidature.

Maîtrise et doctorat

Nous sommes à l'écoute d’étudiants motivés qui veulent effectuer des études de cycles supérieurs axées sur l’optique et l’information quantique. Les intéressés devraient soumettre une a demande d'admission officielle auprès de l'Université de Moncton, et peuvent parallèlement m’envoyer un courriel pour discuter des possibilités de projets. Nous encourageons fortement aux étudiants de s'informer des possibilités de bourses d'études, à la fois auprès de l'UdeM et ailleurs .

Baccalauréat

Il y a occasionnellement des opportunités pour les étudiants et étudiantes de premier cycle de se joindre au groupe pour des stages d’été. Les étudiants intéressés sont encouragés de me contacter par courriel avec leur curriculum vitae et un relevé de notes. Les places sont limitées, donc les intéressés devraient me contacter le plus tôt possible. J’encourage également aux étudiants de soumettre leur candidature pour une bourse de recherche de premier cycle du CRSNG . La date limite interne de l’Université de Moncton pour ce concours est habituellement au début mars; il est donc préférable de me contacter au plus tard au mois de janvier.

NOUVEAU POUR LES ÉTUDIANTS INTERNATIONAUX! Les étudiants internationaux intéressés peuvent maintenant faire une application pour joindre notre groupe pour un stage de recherche au travers du programme de Stage de recherche Mitacs Globalink . Durant le processus d'application, chercher pour le projet intitulé : Précertification de photons pour la cryptographie quantique.

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