Survol de l’optique quantique

La deuxième leçon a rappelé les principes de l’optique quantique. C’est en effet dans ce domaine que les superpositions mésoscopiques cohérentes ont été étudiées et préparées de la façon la plus convaincante et il est donc très utile de comprendre les concepts généraux de l’optique quantique pour étudier ces superpositions. La leçon a commencé par un rappel de la description d’un champ en terme de photons, en s’appuyant sur l’analogie entre un mode du rayonnement et un oscillateur harmonique. Les principales observables du champ (nombre de photon, quadratures) ont été décrites ainsi que certains états importants, dont les états de Fock et les états cohérents. Ces derniers jouent un rôle essentiel dans l’étude de la limite classique-quantique. Ce sont en effet les états quantiques qui correspondent à l’image la plus classique possible d’un oscillateur. Ce sont également les états que l’on prépare naturellement lorsque l’on couple un mode quantique à un courant classique. Nous avons rappelé en détail les propriétés essentielles de ces états. Nous avons également décrit leurs superpositions, que l’on appelle généralement en optique quantique des états « chats de Schrödinger », par référence à la fameuse métaphore par laquelle ce physicien avait pour la première fois introduit dans une discussion physique le problème des superpositions macroscopiques. La leçon s’est achevée sur un rappel rapide de la description du couplage atome-matière qui joue un rôle essentiel dans les processus de génération des champs et de leur détection.