Des chercheurs américains ont réussi à téléporter des informations encodées dans des particules de lumière sur 100 kilomètres de fibre optique, battant ainsi le précédent record de distance de 25 km.
Cela ne signifie pas que de la matière a été téléportée, et nous ne sommes donc pas près de pouvoir téléporter des personnes ou des objets (désolé les gars), mais ce type de téléportation quantique pourrait contribuer à améliorer considérablement la sécurité et la force des connexions Internet.
Les chercheurs ont proposé la téléportation quantique pour la première fois il y a une vingtaine d’années. Elle repose sur un phénomène connu sous le nom d’intrication quantique : deux particules sont inextricablement liées, ce qui signifie que leurs états ne peuvent être définis qu’en étant opposés l’un à l’autre.
Comme les particules n’ont pas d’état défini tant qu’elles ne sont pas mesurées, cela signifie que dès qu’une particule est mesurée, son état est fixé, ce qui modifie instantanément l’état de sa partenaire intriquée, même si elles sont séparées par de grandes distances, d’où une communication ultrarapide.
Dans le passé, les chercheurs ont réussi à téléporter des informations codées dans des photons sur des distances plus grandes que cela à travers l’espace libre, mais cette expérience a utilisé des fibres optiques, ce qui signifie que leur technique pourrait potentiellement être utilisée pour créer un réseau Internet quantique, en utilisant les infrastructures existantes.
L’expérience elle-même est un peu difficile à expliquer, mais heureusement, les chercheurs du National Institute of Standard and Technology des États-Unis ont décrit leur méthode dans cette infographie facile à comprendre.
Allons encore plus loin dans l’explication. Les scientifiques ont créé deux photons intriqués et en ont envoyé un – le “photon de sortie” – sur 102 km de fibre optique.
Ils ont ensuite déterminé l’état de l’autre “photon d’aide” emmêlé en le faisant rebondir sur un photon dont ils connaissaient déjà l’état. En l’occurrence, l’état des photons consistait à déterminer s’ils avaient atteint le détecteur “tôt” ou “tard” – un laps de temps séparé par une nanoseconde seulement.
Une fois qu’ils ont déterminé l’état du photon auxiliaire, ils connaissent l’état du photon de sortie et utilisent des détecteurs à l’autre bout pour le confirmer.
Ce n’est pas un nouveau dispositif expérimental, mais ce qui est différent, c’est que ces détecteurs, qui ont été fabriqués spécialement par l’équipe pour capter les photons uniques, leur ont permis d’envoyer les informations plus loin que jamais auparavant.
“Environ 1 % seulement des photons parviennent à parcourir 100 km de fibre”, a déclaré l’un des chercheurs, Marty Stevens, dans un communiqué de presse. “Nous n’aurions jamais pu réaliser cette expérience sans ces nouveaux détecteurs, qui peuvent mesurer ce signal incroyablement faible.”
Avant cela, les chercheurs perdaient tellement de données quantiques dans les fibres optiques qu’ils ne pouvaient pas envoyer d’informations sur plus de 25 km.
Que signifie tout cela pour nous qui jouons le jeu à la maison ? Cette nouvelle technique de téléportation pourrait conduire à des dispositifs appelés répéteurs quantiques. Ceux-ci ressembleraient aux répéteurs que nous utilisons actuellement dans nos réseaux, qui reçoivent un signal et le retransmettent ensuite à un niveau supérieur, pour que nos informations fassent le tour du monde.
Un répéteur quantique ferait la même chose, mais avec des informations quantiques, et il pourrait potentiellement étendre la portée assez loin pour construire un “Internet quantique” entier, qui serait plus rapide, plus efficace et plus sûr que les réseaux sur lesquels nous comptons aujourd’hui.
Bien que nous soyons encore loin de construire un réseau entier composé de particules de lumière enchevêtrées, il s’agit là d’une excellente démonstration du potentiel.
Les résultats ont été publiés dans la revue Optica.