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L’annuaire du Collège de France

Physique quantique (2001-2015)

S. Haroche

Published Jan 1, 2018• 0 citations
Publisher

Abstract

PublicationsPenasa M., Gerlich S., Rybarczyk T., Métillon V., Brune M., Raimond J.M., Haroche S., Davidovich L. et Dotsenko I., « Measurement of a microwave field amplitude beyond the standard quantum limit », Physical Review A, vol. 94, no 2, 2016, DOI : 10.1103/PhysRevA.94.022313 [arXiv: 1605.09568].Facon A., Dietsche E.-K., Grosso D., Haroche S., Raimond J.-M., Brune M. et Gleyzes S., « A sensitive electrometer based on a Rydberg atom in a Schrödinger-cat state », Nature, vol. 535, no 761...

DOI
10.4000/annuaire-cdf.13342

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A sensitive electrometer based on a Rydberg atom in a Schrödinger-cat state

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We prepare a Schrodinger cat state of the Rydberg atom, superposition of states with different polarizability, and observe how the relative phase between the components provides a very sensitive signal to measure the electric field.

Quantum Information and Measurement (QIM)•Jan 1, 2017•1 citation

Électrodynamique quantique en cavité

Responsable Michel Brune

Recherche Page web : https://www.college-de-france.fr/recherche/laboratoire-kastler-brossel. Publication Assemat F., Grosso D., Signoles A., Facon A., Dotsenko I., Haroche S., Raimond J.-M., Brune M. et Gleyzes S., « Quantum Rabi oscillations in coherent and in mesoscopic cat field States », Physical Review Letters, vol. 123, no 14, 2019, art. 143605, https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.143605.

L’annuaire du Collège de France•Jan 1, 2023•0 citations

Measurement of a microwave electromagnetic field amplitude beyond the standard quantum limit

Mariane Penasa

Intermédiaire essentiel au dialogue entre théorie et vérification expérimentale, la mesure n'a de sens que si la précision des résultats est élevée. La métrologie en laboratoire s'attache à augmenter autant que possible la précision avec laquelle l'expérimentateur a accès à la valeur d'un paramètre. Le bruit quantique affectant la mesure impose une limite sur la précision maximale accessible à partir d'états quasi-classiques: la limite quantique standard (SQL). La métrologie quantique cherche à utiliser les caractéristiques propres à la mécanique quantique pour la dépasser et se rapprocher le plus possible de la limite ultime, physiquement non franchissable, appelée limite de Heisenberg. Dans ce mémoire, nous avons développé une stratégie de mesure d'un champ électromagnétique contenant moins d'un photon basée sur l'utilisation de corrélations atome-champ dans une expérience d'électrodynamique quantique en cavité. L'idée est de mesurer l'amplitude de ce petit champ en sondant la perturbation qu'il introduit sur un état intriqué atome-champ mésoscopique déjà présent dans une cavité supraconductrice. Nous avons pu démontrer que le choix de notre mesure est, en principe, optimal grâce aux outils que sont l'information de Fisher (dépendant du processus de mesure) et l'information de Fisher dite quantique (qui elle n'en dépend pas), liées à la précision sur la mesure par des inégalités de type Cramér-Rao. Expérimentalement, nous avons très largement dépassé la précision obtenue sur l'amplitude du champ électromagnétique par une mesure classique et nous nous sommes rapprochés de la limite de Heisenberg autant que les imperfections expérimentales nous le permettaient.

•Dec 2, 2016•0 citations

Quantum sensing using Rydberg atoms

Arthur Larrouy, Eva-Katharina Dietsche, R. Richaud +3 more

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Quantum Information and Measurement (QIM)•Jan 1, 2019•2 citations
PublicationsPenasa M., Gerlich S., Rybarczyk T., Métillon V., Brune M., Raimond J.M., Haroche S., Davidovich L. et Dotsenko I., « Measurement of a microwave field amplitude beyond the standard quantum limit », Physical Review A, vol. 94, no 2, 2016, DOI : 10.1103/PhysRevA.94.022313 [arXiv: 1605.09568].Facon A., Dietsche E.-K., Grosso D., Haroche S., Raimond J.-M., Brune M. et Gleyzes S., « A sensitive electrometer based on a Rydberg atom in a Schrödinger-cat state », Nature, vol. 535, no 761...
Intermédiaire essentiel au dialogue entre théorie et vérification expérimentale, la mesure n'a de sens que si la précision des résultats est élevée. La métrologie en laboratoire s'attache à augmenter autant que possible la précision avec laquelle l'expérimentateur a accès à la valeur d'un paramètre. Le bruit quantique affectant la mesure impose une limite sur la précision maximale accessible à partir d'états quasi-classiques: la limite quantique standard (SQL). La métrologie quantique cherche à utiliser les caractéristiques propres à la mécanique quantique pour la dépasser et se rapprocher le plus possible de la limite ultime, physiquement non franchissable, appelée limite de Heisenberg. Dans ce mémoire, nous avons développé une stratégie de mesure d'un champ électromagnétique contenant moins d'un photon basée sur l'utilisation de corrélations atome-champ dans une expérience d'électrodynamique quantique en cavité. L'idée est de mesurer l'amplitude de ce petit champ en sondant la perturbation qu'il introduit sur un état intriqué atome-champ mésoscopique déjà présent dans une cavité supraconductrice. Nous avons pu démontrer que le choix de notre mesure est, en principe, optimal grâce aux outils que sont l'information de Fisher (dépendant du processus de mesure) et l'information de Fisher dite quantique (qui elle n'en dépend pas), liées à la précision sur la mesure par des inégalités de type Cramér-Rao. Expérimentalement, nous avons très largement dépassé la précision obtenue sur l'amplitude du champ électromagnétique par une mesure classique et nous nous sommes rapprochés de la limite de Heisenberg autant que les imperfections expérimentales nous le permettaient.
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