Bienvenue au laboratoire Lundeen de photonique quantique
Nous explorons les principes fondamentaux de la physique quantique et exploitons les propriétés uniques de la lumière pour développer de nouvelles technologies. Nos recherches couvrent l'optique quantique, l'information quantique photonique et les métamatériaux, avec des applications en communication, détection, imagerie et tests fondamentaux de la mécanique quantique.
Nous sommes situés à Ottawa, au Canada, à deux endroits : l’Université d’Ottawa et le Conseil national de recherches du Canada.
Questions fondamentales en physique quantique
L'étude de l'information quantique a relancé les efforts de compréhension des concepts fondamentaux de la théorie quantique, tels que la mesure, la fonction d'onde et l'intrication. Nous nous efforçons de mieux comprendre ces concepts en leur attribuant des significations opérationnelles, c'est-à-dire des définitions basées sur un ensemble simple d'opérations en laboratoire. Ces significations opérationnelles peuvent à leur tour inspirer de nouvelles applications et techniques en information quantique (par exemple, comment mesurer la fonction d'onde). Nous explorons l'utilisation de mesures généralisées (par exemple, la mesure faible) comme outils pratiques en métrologie, en optique et en information quantique.
Information quantique et métrologie
La science maîtrise désormais parfaitement la manipulation des particules quantiques individuelles. Les limites de sensibilité, de vitesse, de puissance, etc., des différents dispositifs dans lesquels nous utiliserions ces particules sont fixées par les lois étranges de la physique quantique. Le contrôle précis des particules quantiques telles que les photons nous permettra de construire des capteurs d'une sensibilité considérablement plus élevée (métrologie quantique), des ordinateurs capables de résoudre des problèmes insolubles (information quantique) et les premiers systèmes de communication dont la sécurité est prouvée (cryptographie quantique).
Manipulation spatiale de la lumière
Nos recherches explorent comment façonner et manipuler la lumière dans l'espace : comment elle se courbe, se focalise, se tord et se propage. Nous étudions comment la lumière peut être sculptée dans l'espace pour réaliser de nouvelles tâches, du codage de l'information quantique à la transformation de notre vision et de notre mesure du monde. En optimisant ces propriétés, nous développons des outils pour les technologies quantiques, l'imagerie avancée et la détection optique.