Résumé
La troisième leçon a abordé l’analyse des expériences d’interférence en optique quantique. Elle a commencé par la description des lames séparatrices linéaires, qui sont des ingrédients essentiels de ces expériences. Ce sont en effet ces lames qui séparent et recombinent les faisceaux, en distribuant les photons dans leurs deux voies de sortie. Nous avons rappelé comment cette distribution de photons s’effectuait et montré comment la combinaison de deux lames permettait de construire l’interféromètre de Mach-Zehnder, prototype simple d’appareil qui a permis de réaliser nombre d’expériences fondamentales en optique quantique. Nous avons rappelé certaines de ces expériences, démontrant des effets d’interférence à un ou à deux photons. Dans le premier cas, l’interférence correspond au passage d’un photon unique par deux chemins différents à la fois. Dans le second, c’est le système combiné des deux particules qui suit deux chemins différents dans l’espace des états avant que les amplitudes de probabilité correspondantes ne se recombinent dans le signal de coïncidence détecté. Nous avons insisté sur le fait que l’interférence impliquait non pas la ou les particules elles mêmes, mais plutôt des amplitudes de probabilité associées au système. Nous avons aussi montré comment une lame séparatrice permettait d’effectuer une mesure homodyne d’une quadrature du champ et illustré cette méthode sur la mesure des quadratures d’un état « chat de Schrödinger ».
