Le Canada veut surveiller l'Arctique à l'aide d'un « radar quantique »

Jeudi 12 avril, le gouvernement canadien a annoncé qu’il allait investir 2,7 millions de dollars dans le développement d’une nouvelle technologie de « radar quantique » qui pourrait permettre de détecter les d’objets qui survolent l’Arctique, notamment les avions furtifs et les missiles, avec une efficacité inédite.

L’annonce a eu lieu dans l’Institute for Quantum Computing (IQC) de l’université canadienne de Waterloon. Là, une équipe de scientifiques développe déjà une nouvelle technique de télédétection baptisée « illumination quantique ». Grâce à elle, les opérateurs radars pourraient se défaire du bruit ambiant et repérer des objets, même furtifs, avec une précision sans précédent.

Le financement provient d’un programme spécial du Ministère de la défense nationale (DND) canadien, l’All Domain Situational Awareness (ADSA), dont le but est d’« d’améliorer la vigilance aérienne, maritime, surfacique et sous-surfacique du Canada », tout particulièrement dans l’Arctique.

« La technologie du radar quantique a déjà montré qu’elle pouvait atteindre un niveau de sensibilité bien supérieur à celui des système de radar conventionnels » explique Peter Mason, scientifique au chef au Defence Research and Development Canada (DRDC), la division recherche et développement du Ministère de la défense.

Le programme ADSA, qui relève de l’autorité du DRDC, dispose de 133 millions de dollars pour concevoir de nouvelles « solutions de surveillance » d’ici à 2020. L’investissement de 2,7 millions de dollars annoncé le 12 avril dernier provient de ce budget. C’est le premier investissement significatif du DND dans ce que l’un de ses portes-paroles a décrit comme la « nouvelle génération » de la recherche quantique.

L’intérêt du Canada pour un nouveau système de surveillance de l’Arctique s’explique aisément. Les pays qui s’intéressent à la région polaire et à ses ressources sont toujours plus nombreux ; pour les décideurs canadiens, assurer la souveraineté du pays sur la zone est donc une priorité. De plus, il est temps de trouver un remplaçant au vieillissant North Warning System, un réseau de stations radar autonomes qui scrute le ciel Arctique depuis la fin des années 80.

Le fait que d’autres pays semblent engagés dans la course au radar quantique, notamment la Chine, ne fait qu’ajouter à l’urgence du projet Canadien.

« Il y a des limites théoriques aux capacités de ce que j’appellerais un système radar classique, explique Mason à Motherboard. Nous les utilisons depuis des années. Si le radar quantique s’avère faisable, il repoussera les frontières établies par la technologie radar classique. »

Les radars conventionnels émettent des ondes radio qui rebondissent sur les objets qu’elles rencontrent. L’écho produit est ensuite capté par le radar, ce qui permet de situer l’objet. Malheureusement, les opérateurs radar doivent souvent repérer cet écho dans le bruit de fond causé par tout ce qui se trouve sur le chemin des ondes radio, qu’il s’agisse d’un arbre ou d’un gratte-ciel. Pour ne rien arranger, la région arctique est particulièrement sensible aux phénomènes météorologiques spatiaux, notamment les orages magnétiques et les éruptions solaires, qui peuvent perturber les méthodes de télédétection.

Un radar quantique fonctionnerait à l’aide de photons intriqués et d’une technique appelée « illumination quantique ». Après avoir formé une paire de photons intriqués, le système projetterait l’une des deux particules vers l’extérieur en conservant l’autre dans la station. Grâce à ce système, les photons captés par le « receveur » du radar pourraient facilement être différenciés des photons qui n’ont pas été émis par lui.

L’intrication ressemble à un « marquage des photons », explique Jonathan Baugh, l’un des chercheurs responsables du projet à l’IQC. En d’autres termes, elle permet aux opérateurs radar de « distinguer les photons intriqués même dans le bruit ambiant, et ainsi de capter le plus petit signal. »

Le défi le plus important du projet, explique Baugh, concerne la production à la demande de photons intriqués. « L’illumination quantique est tout juste balbutiante », affirme-t-il. Comme d’autres technologies quantiques, le radar quantique progresse rapidement mais il est encore loin d’être prêt au déploiement.

Baugh n’a pas souhaité donner d’horizon précis. Cependant, il affirme que le radar quantiques sera opérationnel « dans un futur proche », et même avant l’ordinateur quantique universel. Pour le chercheur, le premier prototype sera peut-être prêt dans moins d’une décennie.