Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature et sont disponibles sur arxiv.org, a permis, grâce à l’intrication quantique des photons, de former l’image d’un objet avec des ondes lumineuses qui n’en proviennent pas.

Plus précisément, avec cette nouvelle technique, il est possible «d’obtenir l’image d’un objet à partir de photons n’ayant pas interagi avec lui, et même d'une longueur d’onde différente de ceux avec lesquels ils sont intriqués et qui, eux, sont entrés en interaction avec l’objet».

Ainsi, «même s'il n’existe pas d’instruments permettant de prendre réellement une photo» de l'objet, on peut, avec ce processus, parvenir à former son image dans une bande de longueurs d’onde donnée.

L'expérience utilise un faisceau laser qui arrive sur un dispositif séparateur donnant «deux faisceaux donc chacun est ensuite dirigé vers un cristal non linéaire» de sorte qu'en sortie de chaque cristal, on trouve un faisceau de photons, les deux faisceaux A et B étant intriqués mais de longueur d'onde différentes.

Le faisceau A est d'abord dirigé sur l’objet dont on veut étudier les caractéristiques dans une bande «difficilement, voire pas du tout, mesurable avec un dispositif de prise d’image». Les photons A' diffusés par l’objet entrent alors dans le second cristal où ils se combinent avec les photons B.

En raison de l'intrication quantique, l’information portée par les photons A' se retrouve sous forme de corrélation avec les photons B. Lorsqu'on recombine les faisceaux de photons B sortant du premier et du second cristal, «magiquement, une image de l’objet peut alors être formée dans la bande spectrale B, correspondant à l’image que l’on voulait obtenir dans la bande spectrale A.

Par conséquent, «on a contourné l’obstacle que représentait l’absence de détecteur efficace dans la bande spectrale où l’on voulait conduire des observations et l’on a obtenu une image d’un objet avec de la lumière qui n’est jamais entrée directement en interaction avec cet objet».

Cette puissante technique d’imagerie quantique avec intrication de photons pourrait un jour aboutir à des applications en biologie et en médecine.