Le Canada investit 20,3 millions de dollars canadiens dans un nouveau pôle de défense quantique à Calgary, qui se concentrera sur des technologies capables de maintenir la navigation, la synchronisation et les communications lorsque les systèmes conventionnels basés sur les satellites sont dégradés, brouillés ou délibérément victimes de spoofing.
Le ministère de la Défense nationale a lancé le Quantum Defence Innovation Secure Hub, connu sous le nom de Quantum DISH, dans le cadre de son Bureau of Research, Engineering and Advanced Leadership in Innovation and Science, ou BOREALIS. Un consortium dirigé par l’Université de Calgary recevra ce financement sur deux ans afin de créer et d’exploiter l’installation.
Cette initiative est particulièrement importante pour le secteur du positionnement, de la navigation et de la synchronisation, car son mandat va au-delà de la protection des récepteurs GNSS existants. Le Canada cible également des technologies de navigation capables de continuer à fonctionner sans dépendre du tout des signaux GNSS.
Navigation indépendante du GNSS
Les systèmes militaires modernes dépendent fortement du GPS et d’autres constellations GNSS pour la navigation, la synchronisation, le ciblage, les opérations autonomes et les communications. Cette dépendance devient une vulnérabilité lorsque les signaux satellitaires sont indisponibles ou intentionnellement manipulés.
Quantum DISH est mis en place pour développer, tester et valider des technologies conçues pour ces environnements contestés. Le ministère de la Défense nationale identifie spécifiquement la navigation et la résilience face au spoofing GPS parmi les domaines dans lesquels la technologie quantique pourrait renforcer les capacités militaires canadiennes.
La détection quantique pourrait à terme fournir des références alternatives de navigation grâce à des mesures de l’accélération, de la rotation, des champs magnétiques, de la gravité ou d’autres phénomènes physiques. Ces systèmes ne remplaceraient pas nécessairement le GNSS en fonctionnement normal. Ils pourraient plutôt fournir une couche supplémentaire d’informations de positionnement lorsque la navigation par satellite devient peu fiable.
Cette distinction est importante. L’architecture de navigation militaire la plus pratique ne sera probablement ni entièrement basée sur le GNSS ni entièrement quantique. Elle combinera vraisemblablement GNSS, capteurs inertiels, positionnement basé sur le terrain ou la vision, signaux d’opportunité et nouveaux capteurs quantiques, tandis que le système de navigation évaluera en permanence quelles sources peuvent être considérées comme fiables.
Lutte contre le spoofing GPS
Le spoofing pose un problème différent de celui du brouillage radio conventionnel.
Un brouilleur tente d’empêcher un récepteur d’utiliser les signaux satellitaires. Un système de spoofing cherche à amener le récepteur à calculer une position ou une heure crédible mais incorrecte.
La détection et la surveillance de l’intégrité deviennent donc de plus en plus importantes. Un système de navigation doit non seulement déterminer ses coordonnées, mais aussi établir si les informations utilisées pour les calculer sont dignes de confiance.
Quantum DISH fournit au Canada un environnement dans lequel ces technologies peuvent être évaluées spécifiquement pour des applications de défense, plutôt que de rester confinées à des projets de recherche universitaire isolés.
Le pôle réunira le gouvernement, le monde universitaire, l’industrie et les développeurs de technologies dans un environnement sécurisé destiné à faire passer les technologies de la recherche vers des capacités opérationnelles pour les Forces armées canadiennes.
Quatre domaines de technologie quantique
Le programme se concentrera sur quatre domaines interconnectés : la détection quantique, les communications quantiques, les algorithmes quantiques et l’assurance du matériel quantique.
Pour les applications PNT, la détection quantique devrait attirer l’attention la plus immédiate, mais les autres domaines ne doivent pas être considérés séparément.
Les communications sécurisées et la synchronisation deviennent de plus en plus importantes lorsque les systèmes de navigation fonctionnent dans des environnements électromagnétiques contestés. Des algorithmes sont nécessaires pour combiner les informations provenant de différents capteurs et identifier les mesures anormales. L’assurance du matériel répond à une autre exigence militaire critique : garantir que les composants fournissant ces mesures sont fiables et sécurisés.
Pris ensemble, ces domaines indiquent un objectif plus large que le simple développement d’un meilleur récepteur GPS.
Le Canada construit une infrastructure destinée à des systèmes de navigation capables de déterminer quand le GNSS peut être considéré comme fiable, de détecter lorsqu’il a été compromis et de continuer à fonctionner à l’aide de sources indépendantes lorsque cela est nécessaire.
De la recherche quantique aux systèmes militaires
Le consortium dirigé par l’Université de Calgary a été sélectionné à l’issue d’un appel à propositions concurrentiel. Quantum DISH étend également le réseau BOREALIS Defence Innovation Secure Hub, rejoignant le projet pilote canadien Maritime DISH et Uncrewed Systems DISH.
Cette structure pourrait s’avérer aussi importante que les technologies individuelles développées au sein de l’installation.
La navigation quantique a suscité un intérêt considérable dans la recherche internationale, mais les performances en laboratoire ne suffisent pas à elles seules à créer un système de navigation militaire déployable. Les capteurs doivent devenir plus petits, plus robustes et plus abordables, tout en continuant à fonctionner malgré les vibrations, les variations de température, les interférences électromagnétiques et les autres conditions rencontrées à bord des aéronefs, véhicules, navires et plateformes autonomes.
Un environnement sécurisé de test et de validation crée une étape intermédiaire entre la recherche universitaire et l’acquisition de systèmes militaires.
Pourquoi cela compte pour le PNT
L’aspect le plus intéressant de l’investissement canadien réside dans l’accent mis sur la résilience opérationnelle, plutôt que sur la technologie quantique considérée uniquement comme un domaine de recherche.
Les interférences GNSS obligent les développeurs de systèmes de navigation à repenser une architecture qui a remarquablement bien fonctionné pendant des décennies. La navigation par satellite restera extrêmement précieuse, mais les plateformes militaires ont de plus en plus besoin de moyens indépendants pour la vérifier.
À mon avis, c’est là que des projets comme Quantum DISH pourraient avoir leur plus grand impact.
À court terme, la valeur de la navigation quantique ne viendra peut-être pas d’un système éliminant complètement le GPS. Elle pourrait plutôt résider dans la capacité à fournir à un aéronef, un navire, un véhicule ou une plateforme autonome suffisamment d’informations de navigation indépendantes pour reconnaître qu’une solution GNSS est erronée.
Cela transforme la détection quantique, d’un remplacement exotique de la navigation par satellite, en une couche d’intégrité pour un PNT résilient.
Si ces technologies peuvent à terme être réduites en taille, en coût et en consommation énergétique, la même architecture pourrait dépasser le cadre des plateformes militaires stratégiques et être utilisée dans les drones, les véhicules terrestres autonomes, la navigation maritime et d’autres systèmes opérant dans des environnements où un positionnement fiable est essentiel.
À propos de l’Université de Calgary et de Quantum City
L’Université de Calgary fait partie des cinq universités de recherche canadiennes les mieux classées en termes de revenus de recherche et a déclaré un montant record de 632,4 millions de dollars canadiens de revenus externes de recherche pour l’exercice 2024-2025.
Son initiative Quantum City développe en Alberta un écosystème de technologies quantiques reliant chercheurs, développeurs technologiques, entreprises et utilisateurs potentiels, tout en mettant en place les infrastructures et les compétences nécessaires pour faciliter le passage des technologies quantiques vers des applications commerciales.
Le nouveau Quantum DISH ajoute à cet écosystème une composante spécifiquement consacrée à la défense. Le consortium dirigé par l’Université de Calgary recevra 20,3 millions de dollars canadiens sur deux ans, avec des travaux concentrés sur quatre domaines technologiques : la détection quantique, les communications, les algorithmes et l’assurance du matériel.
