Mesures quantiques non destructives

Il a analysé les propriétés fondamentales de la mesure en physique quantique et ses relations avec les concepts de complémentarité, d’intrication et de décohérence. Il s’est ensuite focalisé sur l’analyse des mesures non destructives (Quantum Non-Demolition ou QND en anglais). Celles-ci projettent le système mesuré dans un des états propres de l’observable mesurée et peuvent être répétées un grand nombre de fois, en redonnant le même résultat tant que le système n’est pas perturbé. Cette propriété les rend potentiellement utiles à la détection ultra-sensible de faibles perturbations. L’histoire des mesures QND de la lumière a été rappelée et les expériences récentes d’électrodynamique quantique en cavité qui ont permis la détection non destructive de photons uniques ont été décrites. Ces expériences sont réalisées sur des champs de quelques photons piégés pendant une fraction de seconde dans une cavité de très grand facteur de qualité. Elles constituent une nouvelle façon de « voir » la lumière en suivant en temps réel les trajectoires stochastiques du nombre de photons et en enregistrant les sauts quantiques associés à la perte ou à la création d’un seul quantum. Ces mesures QND permettent la reconstruction complète de l’état quantique du champ dans la cavité, ouvrant la voie à l’étude détaillée des états de type « chat de Schrödinger », superpositions cohérentes d’états photoniques de phase ou d’amplitudes différentes.