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

The Project will develop quantum sensors based on nanophotonic devices integrated with diamond nanomechanical resonators. This system offers powerful quantum sensing capabilities ranging from detection of local fields (magnetic, electric, temperature) to external forces and torques.Nanophotonic devices offer a path for efficiently optically measuring them,as well as the potential for realising scalable implementations of these on chip sensors.Deployment of these systems in practical applications is a challenge. For example, technologies for robustly operating these devices in cryogenic environments or outside of the lab must be created. In the Project, this will be realised by leveraging existing integrated photonic device engineering expertise, both in creating fiber-to-chip couplers and in applying engineered metasurfaces and inverse design. Integration of these sensors with superconducting quantum technology will also be demonstrated, enabling the conversion of microwave photons to optical photons via their mutual coupling to nanomechanical degrees offreedom.

Le projet prévoit la conception de capteurs quantiques constitués de dispositifs nanophotoniques intégrés à des résonateurs à diamant nanomécaniques. Pareil système disposera de puissantes capacités quantiques avec lesquelles on pourra détecter des champs (magnétiques, électriques, caloriques) locaux comme des forces et des couples de forces externes. Les dispositifs nanophotoniques pavent la voie à des moyens efficaces pour quantifier optiquement de tels champs et créer des applications adaptables qui les utilisent sur des puces. La difficulté se situe au niveau du déploiement de tels systèmes dans des applications pratiques. Par exemple, on doit concevoir les technologies qui autoriseront un usage robuste de ces dispositifs dans des conditions cryogéniques ou hors du laboratoire. On y parviendra en tirant parti de l’expertise existante en génie des dispositifs photoniques intégrés, aussi bien dans la création de coupleurs fibre-puce que dans l’application des métasurfaces techniques ou de conception inversée. Parallèlement, on montrera qu’il est possible d’intégrer de tels capteurs aux technologies quantiques supraconductrices et que les photons des hyperfréquences peuvent être transformés en photons optiques.

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.