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

The Project establishes a new experimental framework for studying quantum illumination under realistic system constraints. By embedding quantum sources and detectors within a phased-array beam-steering platform, the work moves beyond isolated optical experiments toward system-level quantum sensing. This enables investigation of how quantum correlations perform in the presence of propagation loss, background noise, spatial mode diversity, and hardware-imposed constraints typical of integrated photonic systems. The platform therefore supports rigorous evaluation of quantum advantage in target detection, as well as study of the role of multimode spatial structure and beam steering in quantum-enhanced sensing. Beyond demonstrating a compact quantum LiDAR prototype, the project develops foundational integrated capabilities for free-space quantum photonics. The ability to generate, route, and detect quantum-correlated optical fields on a programmable silicon photonics platform provides a basis for future work in nonclassical imaging, resilient sensing, and quantumenhanced communication. By advancing both the fundamental science of quantum illumination in realistic environments and its implementation in scalable photonic hardware, the project contributes to the long-term development of deployable quantum sensing and communication systems

Ce projet établit un nouveau cadre expérimental destiné à l’étude de l’illumination quantique dans des conditions réalistes de contraintes système. En intégrant des sources et des détecteurs quantiques au sein d’une plateforme d’orientation de faisceau à réseau phasé, ces travaux vont au-delà des expériences optiques isolées pour s’orienter vers la détection quantique au niveau du système. Cela permet d’étudier le comportement des corrélations quantiques en présence de pertes de propagation, de bruit de fond, d’une diversité de modes spatiaux et de contraintes matérielles propres aux systèmes photoniques intégrés. La plateforme permet ainsi une évaluation rigoureuse de l’avantage de la quantique dans la détection de cibles, ainsi que l’étude du rôle de la structure spatiale multimode et de l’orientation du faisceau dans la détection améliorée par la quantique. Au-delà de la démonstration d’un prototype compact de LiDAR quantique, le projet développe des capacités intégrées fondamentales pour la photonique quantique en espace libre. La capacité à générer, acheminer et détecter des champs optiques à corrélation quantique sur une plateforme photonique en silicium programmable jette les bases de travaux futurs dans les domaines de l’imagerie non classique, de la détection résiliente et des communications améliorées par la quantique. En faisant progresser à la fois la science fondamentale de l’illumination quantique dans des environnements réalistes et sa mise en œuvre dans du matériel photonique évolutif, le projet contribue au développement à long terme de systèmes de détection et de communication quantiques déployables.

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.