Optique Quantique

Introduction à l’Optique Quantique

Description : L’optique quantique est devenue une branche majeure de la physique quantique au cours des dernières années et elle constitue les fondements technologiques des différentes applications, tels que la cryptographie quantique et les ordinateurs quantiques. L’objectif principal de cours est est d’offrir une vue d’ensemble abordable au niveau L3/M1 (2ème année du cursus) de l’optique quantique et de ses diverses applications, en mettant l’accent sur une approche intuitive des phénomènes physiques, sans négliger les développements mathématiques nécessaires.

Le cours sera structuré autours de deux axes majeurs : la notion de photons et ses statistiques. La deuxième partie présentera les développement théoriques de la quantification du champ électromagnétique et propriétés d’états non-classique de la lumière. Des applications seront également étudiées dans le cadre du traitement quantique de l’information. Le cours proposera des TD avec des série d'exercices permettant de maitriser les concepts essentiels. Des TPs de photonique seront effectués pour illustrer les applications de l’optique quantique en cryptographie et traitement d’information.

Bibliographie :

  • Ref. [1]] : M. Fox, Quantum Optics. An Introduction, Oxford University Press, Master Series in Physics (2006)
  • Ref. [2] : C. Gerry, P. Knight. Introductory Quantum Optics, Cambridge University Press, 1st Ed. (2004)

Acquis d’apprentissage : AA1: Capacité à déterminer les étapes clés pour la quantification de phénomènes électromagnétiques – AA2: Connaissance des principes de base des sources de lumière quantique – AA3: Mise en oeuvre expérimental des concepts d’optique quantique pour des applications en télécommunications

Modalités d’évaluation : Examen Ecrit

Compétences évaluées :

  • Conception Génie Physique
  • Modélisation Physique

Responsable de cours : Nicolas Javahiraly

Identifiant Geode : SPM-PHY-015

CM :

  1. Introduction (1.5 h)
  2. Notion de Photons-1/2 (1.5 h)
  3. Notion de Photons-2/2 (1.5 h)
  4. Quantification du champ électromagnétique -1/2 (3.0 h)
  5. Applications au traitement quantique de l’information (3.0 h)

TD :

  1. Notion de Photons (1.5 h)
  2. Quantification du champ électromagnétique -2/2 (3.0 h)
  3. Quantification du champ électromagnétique (1.5 h)
  4. Applications au traitement quantique de l’information (1.5 h)

TP :

  1. Notion de Photons (3.0 h)
  2. Applications au traitement quantique de l’information (3.0 h)