Livre collectif sur l’histoire de l’optique quantique
Atelier de recherche organisé par M. Gautier Depambour et Florent Baboux du 10 au 15 novembre 2025.
Participants
Florent BABOUX (Université Paris Cité/ Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques – Paris, France), Gautier DEPAMBOUR (Université Paris Cité/ Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques – Paris, France), Sara DUCCI (Université Paris Cité/ Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques – Paris, France), Jean-Pierre GAZEAU (Université Paris Cité/ Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques – Paris, France), Philippe GRANGIER (Institut d’Optique / CNRS – Palaiseau, France), Gregg JAEGER (Boston University – Boston, MA, États-Unis), Alexei KOJEVNIKOV (The University of British Columbia – Vancouver, BC, Canada), Daniela MONALDI (York University – Toronto, Canada), Serge REYNAUD (Laboratoire Kastler Brossel – Paris, France), Alexander SERGIENKO (Boston University – Boston, États-Unis), Ian WALMSLEY (Imperial College London and the Francis Crick Institute – Londres, Royaume-Uni), Benjamin WILSON (Harvard Medical School – Cambridge, Massachusetts, États-Unis), Yannan ZHU (University of Science and Technology of China – Hefei, Chine).
Résumé
Du 10 au 15 novembre, la Fondation des Treilles a accueilli treize chercheurs dans le cadre d’un atelier consacré à l’histoire de l’optique quantique. Cette branche de la physique qui cherche à étudier les propriétés quantiques de la lumière est apparue dans les années 1950, et a été largement propulsée par la mise au point du laser en 1960. D’abord centrée sur des questions fondamentales, l’optique quantique s’est progressivement enrichie à partir des années 1980 en s’ouvrant aux technologies quantiques, que l’on peut regrouper suivant quatre grands domaines d’applications : la cryptographie quantique, qui vise à réaliser des échanges d’informations parfaitement sécurisés ; la métrologie quantique, qui exploite la grande sensibilité des systèmes quantiques aux perturbations externes pour améliorer la précision des mesures ; la simulation quantique, qui cherche à étudier en laboratoire le comportement de systèmes quantiques impossibles à simuler par un ordinateur classique ; et le calcul quantique, qui met à profit les principes de la mécanique quantique pour accélérer considérablement la vitesse de certains algorithmes, notamment dans la perspective d’un éventuel ordinateur quantique.
L’atelier était motivé par l’écriture d’un livre collectif sur l’histoire de l’optique quantique, dont la publication est prévue pour la fin de l’année 2026 chez Oxford University Press. Il a permis d’engager un dialogue fructueux entre des historiens des sciences spécialisés en histoire de la physique du XXe siècle et des acteurs majeurs de l’optique quantique soucieux de contribuer à l’histoire de ce champ de recherche en apportant leur expertise et leurs souvenirs. Cet ouvrage bénéficiera ainsi d’une multiplicité de points de vue complémentaires, qui feront à la fois sa richesse et sa diversité à travers vingt chapitres inédits.
Summary
From November 10 to 15, the Fondation des Treilles hosted thirteen researchers for a workshop dedicated to the history of quantum optics. This branch of physics, which seeks to study the quantum properties of light, emerged in the 1950s and was largely propelled by the development of the laser in 1960. Initially focused on fundamental questions, quantum optics gradually expanded from the 1980s onward by embracing quantum technologies, which can be grouped into four main areas of application: quantum cryptography, which aims to achieve perfectly secure information exchange; quantum metrology, which exploits the high sensitivity of quantum systems to external perturbations to improve the accuracy of measurements; quantum simulation, which seeks to study in the laboratory the behavior of quantum systems impossible to simulate by a classical computer; and quantum computing, which uses the principles of quantum mechanics to significantly accelerate the speed of certain algorithms, particularly with a view to a possible quantum computer.
The workshop was motivated by the writing of a collaborative book on the history of quantum optics, scheduled for publication by Oxford University Press at the end of 2026. It fostered a fruitful dialogue between historians of science specializing in the history of 20th-century physics and key figures in quantum optics eager to contribute to the history of this field of research by sharing their expertise and recollections. This book will thus benefit from a multitude of complementary perspectives, which will enrich and diversify its content across twenty original chapters.
Compte rendu
Le principal objectif de la semaine aux Treilles était d’une part de préciser le contenu des différents chapitres, et d’autre part de les mettre en lien les uns avec les autres afin de donner une cohérence globale à l’ouvrage. Dans cette perspective, un séminaire a été organisé chaque jour en fin de journée afin que chaque participant puisse présenter en détail le contenu prévisionnel de son chapitre. Ces interventions ont permis de nourrir les discussions pendant le séminaire, mais aussi pendant les moments de convivialité qui ont rythmé le reste des journées. Précisons que ce séminaire s’est tenu en modalité hybride, afin que les contributeurs du livre qui n’étaient pas présents aux Treilles puissent également participer aux échanges.
Ce travail en commun a permis de clarifier la structure du livre, qui se subdivisera finalement en sept parties. La première étudiera l’histoire de la quantification du rayonnement, et s’intéressera à un problème fondamental qui consiste à se demander dans quels contextes il est nécessaire d’utiliser la théorie quantique pour décrire le rayonnement dans le domaine de l’optique. Thiago Hartz, Carlos Farina et Reinaldo de Melo e Souza retraceront ici les débats autour de la quantification du rayonnement dans la première moitié du XXe siècle, puis Gautier Depambour montrera comment cette question s’est retrouvée au cœur de l’optique quantique dans les années 1960-1970 à travers l’œuvre de Leonard Mandel – un physicien célèbre car son nom est resté associé à plusieurs effets quantiques de la lumière. La deuxième partie se penchera sur l’émergence dans les années 1960 de la théorie quantique de la cohérence, qui constitue encore aujourd’hui les fondements de l’optique quantique. C’est ici que Jean-Pierre Gazeau comparera les travaux de trois théoriciens de l’époque – John Klauder, Roy Glauber et George Sudarshan – afin de clarifier leurs contributions et leurs influences respectives. La troisième partie discutera le concept de photon et son évolution, de son introduction par Einstein en 1905 (sous le terme de « quantum de lumière ») jusqu’à l’optique quantique. Ici, Daniela Monaldi portera une réflexion sur la façon dont le raisonnement statistique en physique a accompagné les débuts de l’optique quantique, puis Serge Reynaud montrera comment la découverte de l’effet d’antibunching par Jeff Kimble, Mario Dagenais et Leonard Mandel en 1976 a conduit à l’émergence de nouvelles recherches sur les statistiques de photons à partir des années 1980, notamment au Laboratoire de Spectroscopie Hertzienne à Paris. La quatrième partie explorera comment les recherches sur les fondements de la mécanique quantique ont contribué au développement de l’optique quantique et de certaines applications technologiques, comme l’expliquera Gregg Jaeger à travers son expérience personnelle, ainsi qu’Olival Freire et Gautier Depambour qui, avec leurs regards d’historiens, discuteront l’expression de « seconde révolution quantique ».
La cinquième partie cherchera à montrer comment les progrès de l’optique non-linéaire ont alimenté la recherche en optique quantique, et abordera à cet effet l’histoire de la conversion paramétrique – une technique devenue essentielle en optique quantique car elle permet de générer facilement des paires de photons intriqués. Dans cette perspective, Benjamin Wilson analysera les liens entre militaires et industriels aux États-Unis dans les années d’après-guerre, tandis qu’Alexeï Kojevnikov retracera l’histoire de l’optique non-linéaire en URSS pendant cette même période. Par la suite, Florent Baboux, Sara Ducci et Alexander Sergienko illustreront le rôle des sources de photons intriqués dans l’histoire de l’optique quantique, en mettant l’accent sur les applications qu’elles ont permis de développer. La sixième partie se concentrera sur la métrologie quantique, c’est-à-dire sur la manière dont l’optique quantique a ouvert la voie à des mesures de plus en plus précises dans diverses disciplines scientifiques. Philippe Grangier y proposera une histoire d’états très particuliers de la lumière, les états dits « comprimés », qui sont désormais utilisés pour améliorer la détection des ondes gravitationnelles ; Christophe Salomon montrera comment l’optique quantique a permis d’améliorer considérablement la mesure du temps à travers l’histoire des horloges atomiques et optiques ; puis Pérola Milman détaillera comment l’invention du laser ainsi que la mise au point des sources de photons uniques et intriqués a conduit à une multitude d’applications ayant repoussé les limites de la métrologie. Enfin, la septième et dernière partie examinera comment les progrès de l’optique quantique ont accompagné le développement de multiples technologies quantiques à partir des années 1980, ce qu’illustreront Ian Walmsley à travers l’histoire du calcul quantique et Yannan Zhu à travers l’histoire de l’optique quantique en Chine.
Au-delà de ce programme désormais solidement articulé, cette passionnante semaine aux Treilles a fait apparaître différentes conceptions de l’optique quantique, dont il est difficile de donner une définition universelle. C’est pourquoi les différents contributeurs ont été incités à bien spécifier dans leurs chapitres respectifs ce qui relève de l’optique quantique. Cela facilitera en particulier l’écriture de l’introduction générale du livre, qui aura vocation à faire la synthèse entre les différentes visions de l’optique quantique apportées par les différents contributeurs. Ainsi émergera une histoire collective de l’optique quantique qui, nous l’espérons, servira de point d’appui aux futurs travaux historiques qui s’intéresseront de façon générale à l’histoire de la physique à partir de la deuxième moitié du XXe siècle.
OpenEdition vous propose de citer ce billet de la manière suivante :
ldiebold (19 janvier 2026). Livre collectif sur l’histoire de l’optique quantique. Les carnets de la Fondation des Treilles. Consulté le 16 février 2026 à l’adresse https://doi.org/10.58079/15iv5

