IMPACT QUANTIQUE
SANTÉ ET MÉDECINE
CONNOR KAPAHI Doctorant, physique et astronomie, IQC
En collaboration avec :
DAVID CORY Professeur titulaire, chimie, IQC DMITRY PUSHIN Professeur agrégé, physique et astronomie, IQC DUSAN SARENAC Responsable technique, Technologies quantiques transformatrices, IQC ANDREW SILVA Postdoctorant, École d’optométrie et de science de la vision BEN THOMPSON Professeur, École d’optométrie et de science de la vision
COMMENT LA LUMIÈRE QUANTIQUE FAÇONNE L’AVENIR DE NOTRE SANTÉ OCULAIRE
Les technologies quantiques peuvent-elles contribuer à notre santé oculaire? Des chercheurs de l’IQC ont fabriqué un dispositif conçu précisément pour cela. Deux équipes bien différentes ont collaboré à la mise au point d’outils diagnostiques permettant de détecter de manière précoce une dégénérescence maculaire.
À l’IQC, l’équipe de Dmitry Pushin s’intéresse à la manière dont l’œil humain interprète différents états de la lumière. Ses membres se sont rendu compte que leurs travaux recoupaient ceux de l’équipe de Ben Thompson, à l’École d’optométrie et de science de la vision, sur la manière dont l’œil et le cerveau perçoivent la lumière, plus particulièrement en cas de dégénérescence maculaire.
« Nous avons besoin d’une solution innovatrice pour dépister et diagnostiquer la dégénérescence maculaire plus tôt que nous ne pouvons le faire actuellement » [traduction], dit M. Thompson.
Au laboratoire, avec cette idée en tête, l’équipe de M. Pushin a mis au point un dispositif qui permet aux optométristes de voir comment l’œil humain suit des profils de lumière polarisée. Une personne dont les yeux sont sains peut détecter une lumière polarisée sous la forme d’un point flou dans son champ de vision — phénomène appelé houppes de Haidinger. Ce phénomène est dû aux propriétés structurales de la macula, qui sont altérées chez les personnes atteintes de dégénérescence maculaire. Aujourd’hui, une dégénérescence maculaire est souvent diagnostiquée après une perte de vision irréparable. Connor Kapahi et Dusan Sarenac ont conçu et fabriqué une caméra de fond d’œil à lumière structurée, capable d’éclairer la rétine d’un patient et d’en produire une image avec de nouvelles formes de lumière.
Leur prototype est actuellement mis à l’essai à la clinique d’optométrie de l’Université de Waterloo, afin de voir comment les optométristes l’utilisent sur le terrain.
« Il s’agit d’une application concrète d’un dispositif quantique, dit M. Pushin. Nous avons considéré la macula du point de vue de la physique, et non de la médecine. » [traduction]
L’équipe reconnaît le caractère unique de ses recherches interdisciplinaires. Mais M. Thompson fait remarquer que cela fait partie du charme de Waterloo, où les scientifiques posent des questions passionnantes et travaillent ensemble pour trouver des réponses.
« Dans le domaine quantique, il y a bien d’autres applications de la recherche que l’ordinateur quantique, dit M. Kapahi. Les technologies quantiques appliquées semblables à celle-ci vont changer notre monde et sauver des vies. » [traduction]
RAYMOND LAFLAMME Professeur titulaire, physique et astronomie, IQC Titulaire de la chaire Mike-et-Ophelia-Lazaridis-John-von-Neumann en information quantique
TIRER PARTI DES ÉPREUVES DE LA VIE POUR TROUVER DES SOLUTIONS QUANTIQUES INNOVANTES
Quand Raymond Laflamme a reçu un diagnostic de cancer du poumon au stade 3B, il a transformé quelque chose de tragique en une nouvelle avenue de recherche.
La radiothérapie intéressait plus particulièrement le physicien quantique. Il y avait cette grosse machine qui émet un rayonnement et cible des tumeurs. Comment fonctionnait-elle? Pendant ses séances quotidiennes de traitement, il n’arrêtait pas de poser des questions au technicien : « Quelle est la fréquence du rayonnement? Comment se fait l’étalonnage? Puis-je voir le manuel d’instructions? »
Au bout du compte, l’hôpital Grand River lui a présenté son physicien médical, Ernest Osei, qui est également professeur associé à l’Université de Waterloo. Les deux hommes se sont instantanément trouvé des affinités. M. Laflamme voulait savoir si les technologies quantiques peuvent améliorer le dépistage et le traitement du cancer. Ils ont embauché un postdoctorant et ont entrepris de répondre à cette question.
« Les technologies quantiques peuvent-elles améliorer le dépistage et le traitement du cancer? »
« Ce travail est mû par la curiosité et la volonté d’exploration, dit M. Laflamme. Nous n’avons pas encore de réponse ou de solution. » [traduction]
Alors que ces recherches n’en sont qu’à leurs débuts, elles rappellent à M. Laflamme que sa curiosité scientifique, stimulée par une situation personnelle difficile, l’aide à découvrir de nouveaux impacts potentiels des technologies quantiques, qui aideront de futurs patients atteints d’un cancer à mener une vie saine et utile.
Maintenant en rémission, Raymond Laflamme va encore voir Ernest Osei dans son bureau au sous-sol après ses visites médicales régulières. Mais cette fois, c’est pour parler des découvertes à venir dans le domaine quantique.
