5.2 Polarisation et détection de la polarisation

La cryptographie quantique est basée sur la physique des photons. Lorsque les photons voyagent dans l'espace, ils vibrent sur eux-mêmes. Une lampe incandescente régulière émet des photons qui voyagent dans toutes les directions et qui vibrent dans tous les axes possibles. L'axe de vibration d'un photon est appelé la polarisation. Pour simplifier les explications, nous allons assumer que les photons ne peuvent êtres polarisés que de quatre façons différentes: $\leftrightarrow$, $\updownarrow$, $\nearrow$ et $\nwarrow$.

Il est possible, en plaçant un filtre nommé Polaroïd sur le trajet des photons, de modifier leur polarisation. Si l'on place un polaroïd $\updownarrow$ devant une lignée de photons (voir figure 9 b), les photons polarisés avec la même orientation que celle du filtre vont traverser, et ceux qui sont perpendiculaires seront bloqués. Pour ce qui est des photons polarisés diagonalement, ils ont un comportement quantique face au filtre: ils ont exactement une chance sur deux d'être repolarisés correctement en $\updownarrow$ et de traverser le polaroïd, et une chance d'être bloqués. (voir figure 9 c).

Figure 9: Polarisation des photons

Source: [14], p. 345.