Une technique qui exploite les corrélations quantiques pour détecter et analyser les molécules avec une grande sensibilité.La spectroscopie à corrélations quantiques est une technique qui utilise des paires de photons intriqués ou autrement corrélés quantiquement pour sonder les molécules avec une sensibilité et une résolution dépassant ce que la lumière classique peut atteindre. En exploitant les statistiques quantiques de la lumière, elle peut extraire des informations sur la structure moléculaire, la chiralité ou la dynamique qui seraient autrement masquées par le bruit ou les limitations classiques.
Le concept est issu de l'optique quantique à la fin du XXe siècle, avec des propositions fondatrices dans les années 1990 et au début des années 2000, mais les implémentations expérimentales n'ont prospéré que dans la dernière décennie grâce à l'amélioration des détecteurs de photons uniques et des sources.
Dans un montage typique, une source produit des paires de photons corrélés (par exemple, par conversion paramétrique spontanée descendante). Un photon interagit avec l'échantillon, tandis que l'autre sert de référence. Comme les deux photons partagent des corrélations quantiques, leur mesure en coïncidence révèle des motifs d'interférence qui encodent les propriétés de l'échantillon. Cela permet, par exemple, de distinguer les molécules lévogyres et dextrogyres (énantiomères) par leur réponse différente à l'état quantique de la lumière, ou de détecter des signaux faibles enfouis dans un fond lumineux intense.
Elle est utilisée dans la détection quantique améliorée pour les diagnostics biomédicaux, la détection de molécules chirales dans les produits pharmaceutiques, et dans les études fondamentales de l'interaction lumière-matière au niveau quantique.
La spectroscopie à corrélations quantiques peut, en principe, détecter la chiralité d'une molécule unique sans la détruire, ce que le dichroïsme circulaire classique peine à faire à de faibles concentrations.
| C_{xy}(f) | variable | Magnitude squared coherence at frequency f — cohérence |
| P_{xy}(f) | variable | Cross-spectral density between signals x and y at frequency f — cross spectral density watt per hertz |
| P_{xx}(f) | variable | Power spectral density of signal x at frequency f — densité spectrale de puissance watt per hertz |
| P_{yy}(f) | variable | Power spectral density of signal y at frequency f — densité spectrale de puissance watt per hertz |
| | \cdot | | opérateur | Magnitude (absolute value) of a complex number — valeur absolue |
| F | variable | Correlation function — fonction de corrélation |
| F_0 | variable | Normalization constant — fonction de corrélation |
| C_QE | variable | Degree of quantum entanglement — entanglement degree |
| A(\theta_1) | variable | Angular modulation factor at angle theta_1 — modulation factor |
| A(\theta_2) | variable | Angular modulation factor at angle theta_2 — modulation factor |
| \theta_1 | variable | Scattering angle for first particle — angle radian |
| \theta_2 | variable | Scattering angle for second particle — angle radian |
| \phi | variable | Azimuthal angle — angle radian |
| \cos | opérateur | Trigonometric cosine function — cosinus |
