Alain Aspect est professeur à l’Institut d’Optique Graduate School-Université Paris-Saclay, titulaire de la chaire Augustin Fresnel et directeur de recherche émérite du CNRS. Il est également professeur à l’École Polytechnique, professeur affilié à l'Ecole Normale Supérieure de Paris-Saclay.
Il est membre du groupe Gaz Quantiques du Laboratoire Charles Fabry (Université Paris Saclay/Institut d'Optique/CNRS).
Les travaux expérimentaux d'Alain Aspect portent sur des situations où les prédictions de la mécanique quantique sont très éloignées de l'intuition. On peut ainsi citer :
- Les tests expérimentaux des inégalités de Bell (thèse d'état, 1983, avec les étudiants de 3ème cycle Philippe Grangier et Jean Dalibard), qui ont démontré les propriétés étonnantes de l'intrication quantique, et invalidé la vision réaliste locale du monde défendue par Einstein ;
- La démonstration expérimentale de la dualité onde particule pour un photon unique (1986, avec son doctorant Philippe Grangier), rendue possible par l'invention et la réalisation de la première source de photons uniques; travail prolongé par l'expérience à choix retardé de Wheeler (2008, Vincent Jacques, Jean-François Roch) ;
- Le refroidissement d'atomes par laser sous le recul d'un seul photon (1987, avec Claude Cohen-Tannoudji);
- La condensation de Bose-Einstein de l'hélium métastable (2000, avec Antoine Browaeys et Chris Westbrook) et son utilisation en Optique Atomique Quantique (observation de l'effet Hanbury Brown et Twiss pour des atomes bosoniques et fermioniques, de l'effet Hong Ou et Mandel, de paires d'atomes intriquées en impulsion) ;
- La localisation d'Anderson d'atomes ultra-froids dans un potentiel optique désordonné (2007, avec Philippe Bouyer, Laurent Sanchez-Palencia et Vincent Josse).
Ces travaux ont contribué à l'émergence des technologies quantiques, en particulier la cryptographie quantique et les simulateurs et ordinateurs quantiques.
Alain Aspect est également un passionné d'enseignement, auteur de plusieurs MOOCs et d'un livre sur l'optique quantique.