Généralités sur les mesures quantiques non-destructives (QND)

La troisième leçon a introduit les mesures QND du champ électromagnétique. Le but en est de mesurer une observable du champ sans la perturber de façon à pouvoir répéter la mesure et retrouver le même résultat dans une mesure ultérieure. Il s’agit de la mesure projective d’une observable qui ne change pas entre deux détections successives sous l’effet de l’évolution Hamiltonienne. L’énergie du champ et son nombre de photons sont des observables pouvant être mesurées de façon QND, à condition d’éviter l’absorption de photons dans le détecteur. Nous avons présenté quelques modèles simples de mesures QND, basées soit sur la détection de la pression de radiation exercée sur un miroir (mesures opto-mécaniques), soit sur l’effet Kerr croisé dans un milieu optique non linéaire. Nous avons analysé l’effet en retour de la mesure sur la phase du champ, ce qui nous a conduit à définir de façon rigoureuse un opérateur de phase. L’analyse s’appuie soit sur une description des champs en terme de vecteurs d’états (ce qui est bien adapté au cas où la mesure projette le champ sur un état de Fock), soit sur une discussion en terme de bruit de photon, commode lorsque la mesure ne discrimine pas les photons individuels et que le champ apparaît comme une variable continue fluctuante. Les deux approches sont bien sûr équivalentes à la limite continue.