Comme on le sait depuis Planck et Einstein au début du 20e siècle, la lumière doit être décrite par la physique quantique, et elle possède des propriétés à la fois discrètes et continues. Nous résumerons d'abord notre description actuelle de ces propriétés de la lumière, et présenterons un outil intéressant pour les représenter intuitivement, la fonction de Wigner.

Une application bien connue de la lumière quantique est la distribution quantique de clés secrètes (QKD), ou cryptographie quantique, qui s'est beaucoup développée ces dernières années. Cependant, la QKD reste une technologie techniquement exigeante et coûteuse, et plusieurs directions sont actuellement explorées pour résoudre ces difficultés. Nous présenterons en détail l'une d'entre elles, la cryptographie quantique à variables continues (CVQKD), qui est beaucoup plus proche des techniques de télécommunication optique standard que la QKD à variables discrètes (DV). En particulier, la CVQKD n'utilise pas de compteurs de photons, mais des détections cohérentes (homodynes ou hétérodynes), qui sont désormais très courantes dans les systèmes de télécommunications commerciaux à haut débit.

Finalement, nous présenterons quelques tentatives actuelles de mise en place de réseaux quantiques, qui visent à surmonter les pertes de canaux de transmission, notamment par des nœuds de confiance, des satellites ou des répéteurs quantiques. Dans une perspective à plus long terme, nous discuterons également la possibilité de réaliser des interactions déterministes entre photons individuels.