Ancien lauréat
Prix postdoctoral Howard-Alper du CRSNG du CRSNG de 2011

Alex Hayat

Physique et génie électrique

University of Toronto

Alex Hayat

Même si l’on fabrique des appareils d’électronique et de télécommunications de plus en plus petits et rapides, on s’approche rapidement des limites de taille imposées par les lois fondamentales de la physique aux composants tels que les transistors et les lasers. Le traitement de l’information quantique – une méthode de stockage et de traitement de l’information qui a recours aux lois de la mécanique quantique qui s’appliquent aux matériaux à l’échelle atomique – s’est révélé au cours des dix dernières années comme la technologie qui permettra d’obtenir des dispositifs encore plus petits et plus rapides. Cette méthode pourrait révolutionner les technologies du 21e siècle tout comme les transistors et les lasers ont transformé l’électronique et les communications au 20e siècle. Toutefois, l’utilisation des technologies quantiques actuelles pour la production de masse comporte des difficultés, les appareils existants étant encore trop volumineux.

Alex Hayat, lauréat du Prix postdoctoral Howard-Alper de 2011 du CRSNG, combine les progrès réalisés récemment dans les domaines de l’optique et de la physique de la matière condensée pour élaborer une approche entièrement nouvelle et révolutionnaire des technologies quantiques. Il utilise l’interaction entre la lumière quantique et les matériaux dont les particules se trouvent dans un état « collectif ». Tout comme le comportement des photons dans un rayon laser, l’état collectif de la matière compte un grand nombre de particules qui agissent à l’unisson dans un seul état quantique (ou « condensé »), plutôt que des particules individuelles qui se déplacent au hasard. Les supraconducteurs, qui sont beaucoup utilisés dans les appareils d’imagerie par résonance magnétique, sont un exemple de matière condensée.

Si le projet de recherche se déroule comme prévu, le chercheur élaborera des appareils quantiques compacts à haut rendement issus de la combinaison unique de la photonique quantique des semiconducteurs et de matières condensées, comme des supraconducteurs à haute température.

La méthode originale de M. Hayat pourrait bien mener à l’utilisation généralisée des technologies quantiques. En plus d’avoir des applications en technologie de l’information, les résultats pourraient être utiles dans des domaines tels que les appareils biomédicaux et la récolte d’énergie. Une telle percée ferait du Canada un chef de file mondial de l’élaboration et de l’exploitation des technologies quantiques.