Beyond Classical Limits: Advancing Quantum Sensing, Communication, and Imaging

La sfida si rivolge a innovatori, ricercatori e startup in grado di proporre soluzioni avanzate nel campo delle tecnologie quantistiche e della fotonica. L'obiettivo è esplorare nuovi concetti, metodi e soluzioni a livello di sistema che migliorino le prestazioni, la robustezza e l'applicabilità dei sistemi di rilevamento (sensing), comunicazione e imaging basati sulla quantistica. In particolare, la sfida si concentra sulle seguenti aree di interesse:

1. Modellazione e Nuove Soluzioni per il Quantum Sensing

Leonardo è interessata a modelli avanzati, design e soluzioni innovative per sistemi atomici, quali orologi atomici, giroscopi quantistici o magnetometri. La sfida mira a esplorare nuovi modelli atomici, schemi di rilevamento e soluzioni che possano migliorare l'accuratezza, la stabilità e la robustezza dei sensori quantistici. Il "Solver” è invitato a proporre modelli teorici, approcci di progettazione o concetti sperimentali che affrontino i limiti prestazionali, la sensibilità ambientale e gli aspetti di integrazione, con potenziale validazione tramite esperimenti di laboratorio.

2. Link Ottico in Spazio Libero e Comunicazioni Quantistiche

Il Leonardo Quantum Lab ha recentemente realizzato un collegamento (link) ottico in spazio libero per comunicazioni quantistiche sicure. Una sfida importante è rappresentata dal puntamento tra i terminali ottici di trasmissione e ricezione e dall'efficiente accoppiamento in fibra monomodale quando la distanza viene scalata fino al target di 15 km. Inoltre, il Solver dovrebbe studiare un metodo affidabile per il trasferimento del segnale di clock sul collegamento ottico con una precisione superiore a 100 ps. Leonardo ricerca soluzioni testabili sul link in spazio libero di Leonardo o presso strutture di test dedicate fornite dal Solver. Analogamente, lo stesso collegamento può essere utilizzato per l'Imaging LIDAR: Leonardo è alla ricerca di soluzioni progettuali per l'imaging LIDAR a singolo pixel a lungo raggio.

3. Algoritmi e Metodi per real-time DVE quantum Lidar

Il Leonardo Quantum Lab ha sviluppato un LIDAR a singolo fotone che dovrebbe superare i sistemi LIDAR classici in scenari di Degraded Visual Environment come nebbia, fumo e polvere. Una sfida consiste nello sviluppare algoritmi o metodi di acquisizione dati per tracciare e visualizzare bersagli in movimento in scenari DVE. Tali soluzioni possono essere utilizzate con il LIDAR a singolo fotone di Leonardo o presso strutture di test dedicate fornite dal Solver.

La sfida è finalizzata alla progettazione e alla realizzazione di telescopi e sistemi ottici da integrare nei prototipi Leonardo per applicazioni di imaging quantistico e comunicazione quantistica. Leonardo è interessata a soluzioni ottiche compatte, robuste e ad alte prestazioni che consentano un'efficiente trasmissione e ricezione di fotoni in spazio libero.performance optical solutions enabling efficient free-space photon transmission and reception.

1. Caratterizzazione avanzata dei materiali adesivi

Capacità quali reologia, analisi termiche (DSC/DMA/TGA) e tecniche di spettrometria (FTIR),condotte in condizioni ambientali controllate.

2. Analisi delle superfici, sviluppo del processo di incollaggio e prove meccaniche

Capacità rappresentative possono includere: caratterizzazione avanzata delle superfici (es. rugosità, energia superficiale, angolo di contatto, opzionalmente XPS/SEM), processi controllati di preparazione delle superfici, fabbricazione di giunti incollati, caratterizzazione dell’interfaccia adesiva e una gamma completa di prove meccaniche (taglio, peeling, frattura, fatica, creep).
La possibilità di eseguire test in conformità a standard internazionali (es. ASTM, ISO, EN, ECSS) sarà considerata altamente rilevante.

3. Ispezioni non distruttive

Tecniche rappresentative possono includere ultrasuoni, termografia, shearografia, raggi X/CT e altri metodi avanzati di monitoraggio.

4. Test in ambienti rilevanti

Capacità quali camere climatiche, sistemi ad alto vuoto/outgassing, cicli termici estremi,esposizione a fluidi aggressivi e configurazioni di carico combinato in grado di replicare condizioni severe aerospaziali e spaziali.

5. (Plus) Trattamenti di modifica superficiale

Tecniche possibili includono plasma activation, laser texturing, anodizzazione e altri processi avanzati di modifica superficiale.