Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

Recent decades have witnessed phenomenal growth in the quantum technology sector, with breakthrough demonstrations in sensing, communication, and computing. In the past five years, silicon’s “T-center,” an atomic-scale defect, has emerged as a promising quantum hardware platform due to its telecom optical emission, compatibility with silicon-on-insulator (SOI) substrates, and long-lived electronic and nuclear spins. Nevertheless, defects in SOI currently suffer from inefficient fabrication, poor spin and optical properties, and open questions regarding their coupling to material strain. In collaboration with the Quantum and Nanotechnologies Research Centre at NRC, the Project will overcome these challenges by 1) developing magnetic quantum sensing techniques and advanced fabrication protocols for high-quality T centers in SOI and 2) characterizing T-center strain coupling. The resulting techniques and materials will pave the way for transformative quantum devices and will contribute to the growing quantum industry and training of highly qualified scientists in Canada.

Ces dernières années ont été marquées par une croissance phénoménale dans le secteur des technologies quantiques, avec des avancées révolutionnaires dans les domaines de la détection, de la communication et de l’informatique. Au cours des 5 dernières années, le « centre T » (« T-center ») du silicium, un défaut à l’échelle atomique, s’est imposé comme une plateforme matérielle quantique prometteuse en raison de son émission optique pour les télécommunications, de sa compatibilité avec les substrats « silicium sur isolant » (« silicon-on-insulator », ou SOI) et de la longue durée de vie de ses spins électroniques et nucléaires. Néanmoins, les défauts du SOI souffrent actuellement d’une fabrication inefficace, de mauvaises propriétés optiques et de spin, et de questions non réglées concernant leur couplage avec la déformation du matériau. En collaboration avec le Centre de recherche en quantique et en nanotechnologies du CNRC, le projet permettra de surmonter ces défis en 1) développant des techniques de détection quantique magnétique et des protocoles de fabrication avancés pour des centres T de haute qualité dans le SOI et 2) en caractérisant le couplage de la déformation du centre T. Les techniques et les matériaux qui en résulteront ouvriront la voie à des dispositifs quantiques transformateurs et contribueront à la croissance de l’industrie quantique et à la formation de scientifiques hautement qualifiés au Canada.

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.

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.

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.

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.