Défi: Le saut quantique: technologies de détection de rétrécissement pour les opérations sur le terrain

Énoncé du défi

Le ministère de la Défense nationale et les Forces armées canadiennes (MDF/FAC) sont à la recherche de solution novatrice pour surmonter les obstacles scientifiques et techniques pouvant empêcher ou limiter la capacité d’utiliser des systèmes de détection quantique électromagnétiques et gravimétriques à des fins de défenses et de sécurité.

Contexte

Les technologies de détection quantique promettent de créer des capacités et des performances qui dépassent largement les limites de la physique classique. Au Canada, plusieurs laboratoires et entreprises repoussent les limites des technologies de détection par le biais de développement et d’essais de systèmes quantum sophistiqués capables de détecter les champs électromagnétiques à des niveaux impossibles à dépister à l’aide des systèmes classiques. Afin de générer un avantage déterminant ces technologies et ces systèmes démontrés en laboratoire doivent être adaptés pour un usage opérationnel.

Un des obstacles à l’adoption des technologies de détection quantiques dans les opérations est l’environnement adapté aux systèmes quantiques sur les plans mécanique, thermique et électromagnétique. Les technologies qui permettent un environnement adapté en laboratoire sont souvent trop volumineuses, trop lourdes, trop sensibles ou trop énergivores pour les plates-formes militaires (astronefs, aéronefs, navires, camions, antennes radars et systèmes portatifs). Il faut donc mettre au point de nouveaux appareils et de nouvelles technologies de détection quantique portatives et robustes.

Résultats escomptés

Le but de ce défi vise à surmonter les obstacles scientifiques et techniques qui empêchent ou limitent la transition du laboratoire vers les opérations de systèmes de détection quantiques portatifs et robustes. Sans s’y limiter, des exemples de défis de recherche incluent:

• l’isolation des systèmes optiques et quantiques contre les sources et variations thermiques, physiques (vibrations) et champs électromagnétiques externes
• la miniaturisation de gros sous-systèmes et composants;
• la réduction des besoins en énergie des techniques existantes;
• la création et le maintien d’ultravide;
• l’intégration en petit format de lasers et de systèmes photoniques.

Résultats supplémentaires

Ce défi appuie le développement de technologies utilisables sur le terrain qui permettront à la détection quantique électromagnétique et gravimétrique d'appuyer les missions de défense et de sécurité, y compris, mais sans s'y limiter :

• la détection et la surveillance de menaces comme l’approche de missiles, d’aéronefs, etc.;
• la détection à distance de dangers et leur caractérisation (chimiques, biologiques, radiologiques, nucléaires ou explosifs);
• la détection et la poursuite de cibles (véhicules, systèmes autonomes et systèmes d’armes) en environnements confinés, obscurs ou dissimulés (de l’autre côté d’un d’immeuble, dans des bunkers ou caves souterraines, dans l’obscurité, sous l’eau ou en environnements enfumés ou poussiéreux).

Les solutions devraient être développées dans le contexte d’une démonstration et d’un usage éventuel d’un ou plusieurs des systèmes de détection quantiques en condition d’opération.