Grant: Alliance Grants

Cell phones, personal computers, guidance systems for transportation, have changed our lives. All these devices rely on a deep understanding of the properties of pure silicon and of the effects of adding small amounts of other atoms. The software developed by Montréal-based Nanoacademic Technologies allows exquisite predictions for nanoscopic devices made of silicon and of related important compounds such as gallium arsenide. The mathematical methods that have unraveled the behavior of these materials were born with quantum mechanics almost a century ago. More complex materials containing copper, rare earths and almost all other kinds of atoms are becoming essential for such ubiquitous technologies as cell phones, for example. Many of these materials are beyond the reach of the software by Nanoacademic Technologies for well-known fundamental reasons. Atoms such as copper contain so-called strongly correlated electrons that require more advanced quantum mechanical methods developed recently. This Quantum Alliance grant will combine the strengths of Academia and of Industry for the mutual benefit of both parties. The latest developments in methods for strongly correlated electrons developed in Universities will be incorporated in the software by Nanoacademic Technologies. This will allow the company to put on the market software that will be able to simulate new kinds of materials and devices. The academic participants will profit from the unprecedented speed of the new software to simulate new materials, in particular superconducting materials. In addition to the opening of new markets and to the possible new scientific discoveries made possible by this Quantum Alliance grant, this partenership will contribute to the training of a highly qualified workforce needed to keep Canada and Canadians at the forefront of transformative quantum technologies. Les téléphones portables, les ordinateurs personnels, le GPS ont changé nos vies. Tous ces dispositifs reposent sur une connaissance approfondie des propriétés du silicium pur et des effets de l'ajout de petites quantités d'autres atomes. Le logiciel mis au point par la société montréalaise Nanoacademic Technologies permet d'établir des prévisions précises pour les dispositifs nanoscopiques fabriqués à partir de silicium et de composés connexes. Les méthodes mathématiques qui ont permis d'élucider le comportement de ces matériaux sont nées de la mécanique quantique il y a près d'un siècle. Cependant, des matériaux plus complexes contenant du cuivre, des terres rares d'autres éléments deviennent essentiels pour des technologies aussi omniprésentes que les téléphones cellulaires. Nombre de ces matériaux sont hors de portée du logiciel de Nanoacademic Technologies pour des raisons fondamentales bien connues. Des atomes tels que le cuivre contiennent des électrons fortement corrélés qui nécessitent des méthodes de mécanique quantique plus avancées développées récemment. Cette subvention combinera les forces du monde universitaire et de l'industrie pour le bénéfice mutuel des deux parties. Les développements récents dans l'étude des électrons fortement corrélés réalisés dans les universités seront intégrés au logiciel de Nanoacademic Technologies. Cela permettra à l'entreprise de mettre sur le marché un logiciel amélioré capable de simuler de nouveaux types de matériaux et de dispositifs. Les participants universitaires profiteront de la vitesse sans précédent de ce nouveau logiciel pour simuler de nouveaux matériaux, en particulier des matériaux supraconducteurs.