Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité - UMR5589

L’équipe EQuER a été créé le 1^er janvier 2024 afin de formaliser une collaboration régulière depuis 2015 entre deux membres du laboratoire CAR :

 CHALOPIN Benoît (maître de conférences),
 MATHEVET Renaud (maître de conférences, anciennement au LNCMI)

L’acronyme signifie « Expériences Quantiques pour l’Enseignement et la Recherche ». Nos objectifs sont de conduire des recherches à visée pédagogique, mais qui peuvent conduire à des développements de recherche. Nous collaborons régulièrement avec Sébastien MASSENOT, professeur associé à ISAE - SupAéro pour la partie pédagogique.

Du point de vue pédagogique, nous avançons dans deux directions :

1) À un niveau avancé, master 2 typiquement : nous proposons aux étudiants de refaire l’expérience de violation des inégalités de Bell pour démontrer le caractère non-local de la mécanique quantique. Cela a conduit à des résultats originaux de stratégie optimale de mesure.

Par ailleurs, nous avons implémenté une expérience de tomographie quantique afin d’introduire nos étudiants au concept d’opérateur densité. Nous investiguons la notion de cohérence que cela permet en introduisant une décohérence contrôlée sur le système. Enfin, nous avons produit des états non stationnaires de photons uniques.

2) À un niveau élémentaire, Licence 2 ou 3 et avec l’idée de former un public plus large aux technologies quantiques, nous proposons une introduction expérimentale des postulats abstraits de la mécanique quantique. L’idée est de ne pas commencer l’enseignement par la mécanique ondulatoire et l’introduction de la fonction d’onde qui pose de réelle difficultés tant techniques (espaces de dimension infinie, vecteurs de base non L2…) que conceptuels (fentes d’Young, réduction du paquet d’onde…). Il s’agit d’adopter une approche algébrique, « à la Feynman », mais en expérimentant concrètement sur des systèmes d’optique quantique de dimension 2 : états de polarisation, voies de sortie complémentaires d’un interféromètre (Expériences de niveau (pré) Licence).

Du point de vue plus fondamental, nos réflexions sur les incertitudes de mesure, l’optimisation de protocoles, la décohérence nous ont amené à considérer des expériences modèles où la décohérence est introduite de façon contrôlée, et à envisager des stratégies pour s’en affranchir. Ces études se concrétisent dans une collaboration naissante avec des partenaires industriels (Rôle de l’environnement : Décohérence).