Development of novel quantum vacuum-based electronic devices platform and enabling its microfabrication methods.

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Quantum materials (QMs) are a hotbed for ground-breaking research. When combined with engineered structures such as resonant nanocavities, coupled light-matter states with highly novel properties result which can be engineered to create new and unique technologies. The control of these coupled hybrid states has demonstrated a high potential for applications in quantum information as well as in nanoelectronics, optoelectronics, sensors, photon sources, and even vacuum induced chemistry. Our industrial partner, Infinite Potential Laboratories is poised to take advantage of the latest progress in quantum fabrication science, in particular to develop new technologies for vacuum-based applications in quantum information processing (QIP). The goal of this partnership between UdeS researchers and IPL is to develop an innovative quantum vacuum-based electronic platform to confirm and characterize the QIP in strongly coupled light-matter systems. The objectives of this Alliance project are: i) develop the expertise to fabricate novel nano structures that enable strong coupling and control of QM surfaces in nanocavities; ii) demonstrate proof of concept devices based on these novel strongly coupled light-matter structures that will pave the way to practical quantum systems.The nanofabrication processes developed in the project will be a particularly beneficial for: i) the emerging fields of nanoplasmonics, quantum chemical processing and catalysis; ii) QIP through a quantum control device; iii) the Canadian quantum community at large by providing a unique infrastructure to study ultrafast dynamic hybridized states of matter.#(cr)#(lf)Les matériaux quantiques sont une source de recherches révolutionnaires. Lorsqu'ils sont combinés à des structures microfabriquées telles que des nanocavités résonantes cela permet d'atteindre des états de couplage lumière-matière dont les propriétés favorisent le développement de technologies extrêmement innovantes et uniques. Le contrôle de ces états hybrides couplés a démontré un potentiel élevé pour des applications dans le domaine de l'information quantique ainsi que dans la nanoélectronique, l'optoélectronique, les capteurs, les sources de photons et même la chimie du vide. Notre partenaire industriel, Infinite Potential Laboratories, est prêt à profiter des derniers développement en fabrication de systèmes quantiques afin de développer de nouvelles technologies du vide pour des applications dans le traitement de l'information quantique.Le but global de ce partenariat entre les chercheurs de l'UdeS et IPL est de développer une plateforme d'électronique quantique basée sur le vide pour caractériser l'information quantique dans des systèmes lumière-matière fortement couplés. Les objectifs particuliers associés sont les suivants : i) développer l'expertise nécessaire pour fabriquer de nouvelles nanostructures permettant un couplage fort et le contrôle de surface des matériaux quantiques dans des nanocavités; ii) réaliser des preuves de concept basées sur ces nouvelles structures lumière-matière fortement couplées. Ceci permettra de tracer la voie pour la fabrication de systèmes quantiques réelles.Les procédés de nanofabrication développés seront particulièrement bénéfiques pour : i) les domaines émergents de la nanoplasmonique et de la catalyse et du traitement en chimie quantique; ii) le contrôle de l'information quantique (QIP) via un dispositif quantique ; iii) la communauté quantique canadienne dans son ensemble en fournissant une infrastructure unique pour étudier les états hybrides dynamiques et ultrarapides de la matière.