État quantique d’un mode bosonique dont l’incertitude (variance) d’une quadrature est réduite en dessous du niveau d’un état cohérent au prix d’une incertitude accrue dans la quadrature conjuguée, conformément au principe d’incertitude de Heisenberg ; utilisé pour améliorer la précision des mesures.

Principe

Le squeezing quantique redistribue le produit des variances conjuguées de sorte qu’une quadrature présente une variance sub‑bruit de grenaille tandis que l’autre est anti‑squeezée ; il est produit par des interactions non linéaires (conversion paramétrique, four‑wave mixing) et formalisé par l’opérateur de squeezing appliqué au vide ou à des états cohérents.

Démonstration

Un vide optique squeezé injecté dans un interféromètre réduit le bruit dans la quadrature de phase mesurée en dessous de la limite de bruit de grenaille, améliorant la sensibilité des détecteurs d’ondes gravitationnelles ou de la métrologie optique ; de même, le mouvement mécanique peut être squeezé pour améliorer la détection de forces.

Mauvaise application

Supposer que le squeezing réduit le bruit quantique total ou qu’il améliore automatiquement tous les canaux de mesure — le squeezing ne profite qu’à la quadrature ciblée et est détruit par les pertes, l’inefficacité de détection ou un choix incorrect de base de mesure ; confondre des états purs squeezés avec une réduction de bruit classique est aussi une mauvaise utilisation.

Conséquence

Permet une précision au‑delà de la limite quantique standard (bruit de grenaille) pour des observables ciblés, sert de ressource pour la génération d’intrication et pour des protocoles d’information quantique, et modifie les statistiques de photons et les distributions en espace des phases de manières sans analogue classique.

Inversion

Un état cohérent ou thermique ne présente pas de réduction quadraturale : l’état cohérent possède une variance minimale symétrique tandis que l’état thermique augmente les deux variances ; l’anti‑squeezing souligne le compromis inverse où la variance de la quadrature ciblée est agrandie plutôt que réduite.

Limite

Défini pour des modes bosoniques et dans des régimes où la non-linéarité et les pertes autorisent la génération et la préservation du squeezing ; non applicable aux systèmes fermioniques sans mapping, et dégradé par la décohérence, l’inefficacité et un mauvais appariement modal.

Tension sémantique

En tension avec les états cohérents (pas d’asymétrie quadraturale) et les squeezings bipartites (qui créent des corrélations EPR) : le squeezing mono‑mode échange du bruit quadratural local contre du bruit dans la quadrature conjuguée, tandis que les processus à deux modes répartissent les corrélations entre modes ; le choix dépend de la tâche de mesure ou d’information.

Synthèse

Un état compressé est un état bosonique non classique produit par des interactions non linéaires qui concentre l’incertitude quantique sur une quadrature tout en la réduisant dans la quadrature conjugée, permettant la métrologie quantique ciblée et servant de brique pour l’intrication et les protocoles d’information quantique lorsque les pertes et la référence de phase sont maîtrisées.