Étudier l’interaction de la lumière et de la matière dans un régime quantique : voilà ce qui occupe Philippe St-Jean, titulaire d’une chaire de recherche du ministère de l’Économie et de l’Innovation du Québec en photonique quantique.
Lorsqu’on allume une ampoule, des milliards d’électrons bougent dans toutes les directions et leur mouvement émet de la lumière. C’est le détail microscopique des mouvements d’électrons uniques, régi par la mécanique quantique, qui intéresse Philippe St-Jean. En plaçant des électrons uniques dans des cavités optiques, qui agissent comme des caisses de résonance pour la lumière, il est capable de circonscrire avec précision les modes photoniques auxquels ces électrons se couplent. Par exemple, il peut fabriquer des cavités où la lumière ne peut s’écouler que dans une seule direction ou reste piégée durant une longue période de temps.
En plus d’améliorer la compréhension des phénomènes complexes à l’échelle des électrons uniques, ses travaux permettront de fabriquer des sources de lumière quantique très robustes et précises, utiles notamment dans la cryptographie quantique. Les travaux de Philippe St-Jean peuvent aussi être transposés aux photons qu’on piège dans des réseaux de cavités pour simuler de nouveaux matériaux.
Philippe St-Jean a travaillé au Centre de nanosciences et de nanotechnologies du Centre national de la recherche scientifique et de l’Université Paris-Saclay. Il est devenu professeur au Département de physique de l’Université de Montréal à l’été 2021.
