Application de la méthode de l’« état passé » à la mesure quantique non-destructive du nombre de photons dans une cavité
Théo Rybarczyk (LKB)

Résumé

Nous étudions expérimentalement l’évolution d’états nombre du champ micro-onde contenu dans une cavité Fabry-Perot de grande finesse. Pour sonder le champ, nous envoyons un par un des atomes de Rydberg circulaires qui interagissent de manière dispersive avec le mode du champ. Grâce à un interféromètre atomique de Ramsey, nous mesurons le nombre de photons n de façon non-destructive. L’estimation usuelle de l’état du champ à l’instant t est issue de l’analyse des résultats de mesure obtenus avant t.

Dans ce manuscrit, nous présentons la méthode de l’« état passé » qui utilise l’ensemble complet des mesures des sondes avant et après t. L’état passé du champ est une meilleure estimation de l’état réel que ne l’est la matrice densité. La quasi absence de bruit sur les trajectoires quantiques individuelles du champ permet la résolution efficace, à posteriori, des sauts quantiques. De plus, l’état passé permet d’aller au-delà la limite principale de notre mesure QND liée à la périodicité de la mesure interférométrique. Nous pouvons désormais observer des états de Fock avec n>8, inaccessibles par la méthode d’analyse habituelle, et nous mesurons leurs taux de relaxation.