Phénomènes découlant de la nature quantique des champs, influençant les systèmes macroscopiques.Les effets quantiques désignent des phénomènes qui découlent de la nature quantique des champs et des particules, et qui peuvent se manifester à des échelles macroscopiques dans certaines conditions. Ces effets incluent la superposition, l'intrication, l'effet tunnel et les fluctuations du point zéro. Bien que la mécanique quantique régisse généralement le monde microscopique, les effets quantiques peuvent influencer des systèmes macroscopiques, comme dans les supraconducteurs, les superfluides, et le fonctionnement de capteurs de précision tels que ceux utilisés dans les détecteurs d'ondes gravitationnelles.
La prise de conscience que les effets quantiques peuvent influencer les systèmes macroscopiques remonte au début du XXe siècle, avec le développement de la mécanique quantique et la découverte subséquente de phénomènes quantiques macroscopiques comme la supraconductivité (1911) et la superfluidité (1938).
Les effets quantiques émergent du comportement ondulatoire de la matière et des champs, décrit par l'équation de Schrödinger ou la théorie quantique des champs. Par exemple, les fluctuations du point zéro provoquent une agitation constante de la position d'un oscillateur mécanique même au zéro absolu, fixant une limite fondamentale à la précision des mesures. Dans un détecteur d'ondes gravitationnelles, la nature quantique de la lumière entraîne un bruit de grenaille (arrivée aléatoire des photons) et un bruit de pression de radiation (impulsions quantiques des photons), qui sont tous deux des effets quantiques limitant la sensibilité. Des techniques comme la lumière comprimée exploitent les corrélations quantiques pour réduire un type de bruit au détriment d'un autre, améliorant ainsi les performances globales.
Les effets quantiques sont exploités dans des technologies telles que la cryptographie quantique, l'informatique quantique, et des capteurs ultra-précis comme les horloges atomiques et les détecteurs d'ondes gravitationnelles, où ils limitent et permettent à la fois une sensibilité extrême.
Le mouvement du point zéro d'un miroir macroscopique dans un détecteur d'ondes gravitationnelles est si petit qu'il est environ mille fois plus petit que le diamètre d'un proton, mais il fixe néanmoins une limite mesurable à la sensibilité du détecteur.
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