Découvrir la physique quantique en laboratoire
Lors de ma deuxième année à Phelma, j’ai eu l’opportunité de dépasser les équations et les simulations pour toucher réellement certains des expériences fondamentales de la physique quantique.
Jusqu’alors, des concepts comme les statistiques des photons ou l’intrication me semblaient très abstraits — fascinants sur le papier, mais encore éloignés. Être en laboratoire, aligner miroirs et détecteurs, et voir la physique se manifester rendait tout beaucoup plus concret.
Bunching & anti-bunching des photons
C’était mon premier contact direct avec le monde étrange des photons. En mesurant les corrélations entre événements de détection, nous pouvions déterminer si la lumière se comportait comme une onde classique (bunching) ou révélait sa véritable nature quantique (anti-bunching). Il était frappant de voir comment les statistiques dévoilent un comportement qu’aucune mesure individuelle ne pourrait révéler.
Interférométrie de Michelson & Mach-Zehnder
Monter ces interféromètres m’a rappelé que la mécanique quantique se cache souvent à portée de vue. En ajustant un miroir d’une fraction de longueur d’onde, les motifs d’interférence apparaissaient et disparaissaient. C’était une manière très visuelle de relier la dualité onde–particule à des montages réels et contrôlables.
Intrication quantique (échelle laboratoire)
Probablement le point fort des travaux pratiques. Avec un montage relativement compact, nous avons généré et mesuré des paires de photons intriqués. Même à petite échelle, il était difficile de ne pas penser à la façon dont ces mêmes principes sont utilisés dans les expériences de communication quantique à travers le monde.
Codage de qubits par polarisation
Enfin, nous avons encodé de l’information dans l’état de polarisation des photons, les traitant comme des qubits. C’était ma première approche de l’information quantique : comprendre comment une propriété physique peut transporter de l’information d’une manière qu’aucun bit classique ne pourrait jamais faire.
Réflexion
Ces travaux pratiques étaient peut-être simples comparés à ce qui se fait dans les laboratoires de recherche, mais pour moi, ils ont été un tournant. Ils ont relié la théorie abstraite à de véritables bancs optiques, et m’ont fait réaliser que la mécanique quantique n’est pas juste des équations sur le papier — c’est quelque chose que l’on peut construire, mesurer et manipuler.