Mesures QND de photons en électrodynamique quantique ne cavité, Production et décohérence d’états de Fock - Effet Zénon quantique
Julien BERNU (LKB)

Infos Complémentaires

salle T15 (24 rue Lhomond)

mardi 23 septembre à 10h

Résumé :

Les mesures Quantiques Non Destructives (QND) sont le paradigme de la mesure en mécanique quantique. Elles introduisent dans le système mesuré la modification minimale requise par le postulat de projection - le système restant notamment disponible pour d’autres mesures ultérieures. Nous avons réalisé une mesure QND du nombre de photons d’un champ micro-onde piégé dans une cavité supraconductrice de très grande finesse dont le temps d’ammortissement est Tcav=0,13 s. Les atomes de Rydberg circulaires - très couplés au champ micro-onde et très stables à la fois - constituent des sondes idéales. Nous les envoyons à travers la cavité où une interaction dispersive déplace leur fréquence propre proportionnellement au nombre de photons. Ce déplacement lumineux est détecté par interférométrie atomique de Ramsey. En présence d’une perturbation, un système fréquemment observé par mesures QND exhibe un comportement de sauts quantiques. Le temps d’ammortissement du champ est suffisamment long pour permettre d’observer les sauts quantiques du nombre de photons dûs au couplage à l’environnement. L’analyse statistique des différentes trajectoires nous permet de réaliser une tomographie partielle du processus de relaxation responsable de la décohérence des états de Fock |n> en un temps Tcav/n. La projection d’un champ initialement cohérent sur un état de Fock lors de la mesure s’accompagne naturellement d’une dispersion totale de sa phase. Cette action en retour peut être mise à profit pour geler l’évolution cohérente du champ par effet Zénon quantique. Le flux de photons d’une source classique - impliquant une croissance quadratique du nombre de photons dans la cavité - est bloqué par des mesures QND fréquentes du nombre de photons.

salle T15 (24 rue Lhomond)