Comportement quantique des appareils de mesure (illustrations en optique quantique)

Abstract

Cette thèse étudie les propriétés quantiques de mesures effectuées par n importe quel type d appareil de mesure. Nous montrons que les propriétés quantiques d une mesure, comme son caractère projectif ou non-classique, ne peuvent être révélées que par les états quantiques d une approche inhabituelle de la physique quantique : l approche rétrodictive. Elle consiste à faire des rétro-prédictions sur les préparations conduisant à un certain résultat, contrairement à l approche prédictive avec laquelle nous faisons habituellement des prédictions sur les résultats. Nous mettons en évidence une procédure générale de reconstruction des états quantiques de cette approche : les états rétrodictés. Nous avons réalisé ces reconstructions pour des détecteurs de photons uniques. Il s agit de la première tomographie d états quantiques fondée sur l approche rétrodictive et des choix de préparation, contrairement aux reconstructions habituelles. Ces reconstructions nous ont permis d étudier expérimentalement l influence du bruit sur les propriétés quantiques des mesures effectuées par ces détecteurs, en particulier leur transition d un comportement quantique vers un comportement plus classique. Enfin, nous proposons un détecteur de chats de Schrödinger de la lumière qui sont des superpositions d états quasi-classiques de la lumière. Nous généralisons l usage d un tel détecteur à un protocole d estimation de paramètre, fondé sur l approche rétrodictive et des choix de préparation. Une telle procédure réaliserait des estimations optimales, en atteignant la limite de Cramér-Rao quantique, qui est un enjeu très actuel de la métrologie quantique.PARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF