Capteurs quantiques et métrologie

Les capteurs quantiques représentent un axe majeur des technologies quantiques avec des applications dans des domaines extrêmement variés. Ils reposent sur le contrôle de systèmes quantiques individuels dont la réponse à un paramètre externe en fait des capteurs dont les performances dépassent celles des systèmes classiques en terme de résolution et de sensibilité. Ainsi, les capteurs quantiques à l'état solide détectent le champ électromagnétique à l’échelle nanométrique ou dans des conditions extrêmes et ils offrent de nouvelles voies pour le traitement du signal radiofréquence et la formation d’images. En utilisant un champ microonde quantique, les mesures de résonance magnétique atteignent le spin unique. Les interféromètres atomiques mesurent la gravité avec une sensibilité inégalée conduisant à des dispositifs de navigation inertielle aux performances sans précédent. 

Ces avancées viennent élargir la révolution que les technologies quantiques ont déjà amorcée dans le domaine de la mesure, avec les horloges atomiques et les étalons électriques quantiques à effet Hall quantique et effet Josephson. Tous constituent des références extrêmement stables, reproductibles et universelles, les unes pour les mesures de temps et les autres pour les mesures électriques. Fondés sur des constantes de la physique, ils sont désormais tous au cœur du Système International d’unités (SI). Les défis actuels concernent l’extension de leurs applications, de leur utilisation et leur intégration dans des systèmes de mesure.