Les capteurs sont omniprésents : on les trouve dans les voitures, les montres intelligentes, les guichets automatiques, les portes automatiques et les machines à laver.
À plus grande échelle, les capteurs industriels jouent également un rôle clé dans les systèmes de défense et dans les outils utilisés par les ingénieurs civils et les scientifiques de l’environnement.
Par exemple, pour faire fonctionner les systèmes de surveillance et d’armement, l’armée s’appuie sur des capteurs intégrés aux drones, aux véhicules et aux missiles. Pour lutter contre l’érosion côtière, les ingénieurs utilisent des capteurs afin d’évaluer l’impact des marées sur le littoral. Et pour extraire des minéraux essentiels, les entreprises comptent sur des capteurs pour identifier le meilleur emplacement où commencer l’exploitation minière.
Avec autant de décisions qui dépendent désormais de la précision des capteurs, il devient crucial pour les Canadiens d’avoir accès aux technologies de capteurs les plus récentes. Sinon, prévient le Dr Brynle Barrett de l’Université du Nouveau-Brunswick, « le Canada risque de prendre du retard ».
Résoudre le problème de fiabilité
Le Dr Barrett et son équipe sont déterminés à faire en sorte que cela ne se produise pas. À l’aide d’une technologie innovante disponible dans seulement quelques laboratoires dans le monde, ils développent la prochaine génération de capteurs. Ceux-ci permettront de surmonter un problème qui affecte les capteurs actuellement sur le marché : la nécessité de les réajuster continuellement.
L'échelle de mesure utilisée dans les capteurs traditionnels varie légèrement au fil du temps. Par conséquent, il faut continuellement la comparer à un point de référence externe et la recalibrer.
Les capteurs que le Dr Barrett met au point ne dépendent pas de normes externes. Ce sont des « capteurs absolus » qui fonctionnent de manière indépendante et conservent leur précision au fil du temps.
Le secret de cette fiabilité remarquable ? Des températures extrêmement basses et la physique quantique.
Les capteurs du Dr Barrett se comportent de manière plus prévisible que les autres appareils, car la substance qui en constitue le cœur, le rubidium, est refroidie à moins 273 degrés Celsius ou moins.
À cette température extrême, deux phénomènes se produisent : les atomes deviennent très immobiles, et il est possible de les manipuler comme des ondes plutôt que comme des particules individuelles. Le froid rend la nature quantique des atomes — leurs propriétés ondulatoires — plus facile à détecter et à contrôler que dans des conditions plus chaudes.
Par conséquent, un capteur quantique fournit des mesures précises en tout temps. Il peut également fonctionner dans des endroits inaccessibles aux signaux satellites, comme sous terre ou sous l’eau, et il n’est pas sensible aux faux signaux ou aux interférences.
Une nouvelle industrie potentielle pour le Nouveau-Brunswick
Le Dr Barrett aimerait que l’industrie s’empare de la nouvelle technologie issue de son laboratoire afin que le Nouveau-Brunswick puisse établir une industrie tournée vers l’avenir autour de la détection quantique. Selon lui, les capacités en matière de détection quantique seront essentielles tant pour l’innovation que pour la souveraineté canadiennes, en particulier dans des domaines tels que la défense, l’énergie, les ressources naturelles et l’aérospatiale.
C’est pourquoi le Dr Barrett considère qu’il fait partie de son rôle de chercheur de contribuer à former la main-d’œuvre de l’avenir quantique du Nouveau-Brunswick. Les étudiants de son équipe acquièrent des compétences spécialisées qui deviennent de plus en plus précieuses pour leur carrière et pour la province.
Il déclare : « Les technologies quantiques ne sont pas près de disparaître, tout comme l’intelligence artificielle. Si l’on veut rester compétitif, il faut des experts qui savent utiliser ce type de technologie pour créer de nouveaux instruments et de nouveaux produits. »
