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 che migliorino le prestazioni, la robustezza e l'applicabilità dei sistemi di sensing, comunicazione e imaging.

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. Soluzioni in Spazio Libero per Comunicazioni Quantistiche e Imaging

Il Leonardo Quantum Lab ha recentemente realizzato un collegamento 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' accoppiamento in fibra a singolo modo quando la distanza aumenta fino a 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 presso strutture Leonardo o presso strutture di test dedicate fornite dal Solver.

Analogamente, lo stesso link 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 (DVE) 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 testate con il LIDAR a singolo fotone di Leonardo o attraverso attrezzature di test fornite dal Solver.

La sfida è finalizzata alla progettazione e alla realizzazione di telescopi e sistemi ottici da integrare nei prototipi di Leonardo per applicazioni di quantum imaging e comunicazione quantistica. Leonardo cerca soluzioni ottiche compatte, robuste e ad alte prestazioni che consentano la trasmissione e la ricezione efficiente di fotoni in spazio libero (free-space).

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.