Descriptif
Optique quantique : Photons
Le cours Optique Quantique 2 (PHY 562) traite de la quantification du champ électromagnétique, de la notion de photons et de l'interaction entre la matière et le rayonnement quantifié. Il aborde des sujets au cœur de l'optique quantique moderne, depuis les états comprimés de la lumière jusqu'aux sources de photons uniques et aux paires de photons intriqués qui jouent un rôle clé dans le domaine émergent de l'information quantique.
Langue du cours : Anglais (sauf si tous les étudiants sont francophones)
Objectifs pédagogiques
Comprendre la quantification du champ électromagnétique et la notion de photon; Connaître les états particuliers du champ (états quasi-classiques, états monomodes, états à un photon); Comprendre les processus élémentaires d'interaction entre atomes et photons (émission spontanée, émission stimulée et absorption); Connaître la formulation de Wigner-Weisskopf et les équations de Bloch optiques; Comprendre l'implémentation de processus élémentaires d'information quantique avec des photons et des atomes
Diplôme(s) concerné(s)
- M1 PHYS - Physique
- Programmes d'échange internationaux
- M1 HEP - Physique des Hautes Energies
- Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Parcours de rattachement
Objectifs de développement durable
ODD 9 Industrie, Innovation et Infrastructure.Pour les étudiants du diplôme M1 PHYS - Physique
Cours introductifs à la mécanique quantique, équivalents aux cours "Mécanique quantique" de 1ère année et "Physique quantique avancée" de 2ème année du cycle ingénieur
Pour les étudiants du diplôme Programmes d'échange internationaux
Cours introductifs à la mécanique quantique, équivalents aux cours "Mécanique quantique" de 1ère année et "Physique quantique avancée" de 2ème année du cycle ingénieur
Pour les étudiants du diplôme M1 HEP - Physique des Hautes Energies
Cours introductifs à la mécanique quantique, équivalents aux cours "Mécanique quantique" de 1ère année et "Physique quantique avancée" de 2ème année du cycle ingénieur
Pour les étudiants du diplôme Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Cours introductifs à la mécanique quantique, équivalents aux cours "Mécanique quantique" de 1ère année et "Physique quantique avancée" de 2ème année du cycle ingénieur
Format des notes
Numérique sur 20Littérale/grade réduitPour les étudiants du diplôme Programmes d'échange internationaux
Vos modalités d'acquisition :
Note initiale : Examen écrit de 3h; Documents autorisés : polycopié, copies des diapositives montrées en cours, énoncés et corrigés de PC, notes personnelles, calculatrice
Rattrapage: Oral de 30 minutes portant sur des questions de cours et éventuellement un petit exercice; Même documents qu'à l'examen écrit
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Pour les étudiants du diplôme M1 PHYS - Physique
Vos modalités d'acquisition :
Note initiale : Examen écrit de 3h; Documents autorisés : polycopié, copies des diapositives montrées en cours, énoncés et corrigés de PC, notes personnelles, calculatrice
Rattrapage: Oral de 30 minutes portant sur des questions de cours et éventuellement un petit exercice; Même documents qu'à l'examen écrit
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Pour les étudiants du diplôme Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Vos modalités d'acquisition :
Note initiale : Examen écrit de 3h; Documents autorisés : polycopié, copies des diapositives montrées en cours, énoncés et corrigés de PC, notes personnelles, calculatrice
Rattrapage: Oral de 30 minutes portant sur des questions de cours et éventuellement un petit exercice; Même documents qu'à l'examen écrit
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Pour les étudiants du diplôme M1 HEP - Physique des Hautes Energies
Vos modalités d'acquisition :
Note initiale : Examen écrit de 3h; Documents autorisés : polycopié, copies des diapositives montrées en cours, énoncés et corrigés de PC, notes personnelles, calculatrice
Rattrapage: Oral de 30 minutes portant sur des questions de cours et éventuellement un petit exercice; Même documents qu'à l'examen écrit
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Programme détaillé
- Quantification du champ électromagnétique: Formalisme hamiltonien, quantification canonique
- Rayonnement libre quantifié: États quasi-classiques, états comprimés, états à un photon
- Représentation de Heisenberg, interférométrie au-delà du bruit standard de photons
- Interaction atome-rayonnement quantifié; Emission spontanée
- Optique non linéaire: Traitement classique, traitement quantique, paires de photons jumeaux
- Équations de Bloch optiques; Approche de Wigner-Weisskopf; Matrice densité; Effets quantiques dans l'interaction atome-laser
- Intrication de photons; Applications à l'information quantique