Les chercheurs ont réalisé avec succès une téléportation quantique – le transfert instantané d’un état quantique – à travers plus de 30 kilomètres de câble à fibre optique actif transportant un trafic Internet régulier. Cette percée, publiée dans Optica en décembre 2024, démontre une voie vers l’intégration de la communication quantique dans l’infrastructure existante.
Pourquoi c’est important
La téléportation quantique ne consiste pas à transmettre des personnes ou des données comme le décrit la science-fiction. Il s’agit plutôt de transférer l’état d’une particule quantique. Ceci est crucial pour plusieurs raisons :
- Communication sécurisée : Les réseaux quantiques offrent un cryptage théoriquement incassable.
- Informatique distribuée : La connexion d’ordinateurs quantiques permet un traitement exponentiellement plus rapide.
- Détection avancée : Des mesures quantiques précises peuvent révolutionner des domaines comme la médecine et la science des matériaux.
L’essentiel est que cela a été réalisé à l’aide de lignes Internet réelles, et non dans des configurations de laboratoire isolées. Les tentatives précédentes se limitaient à des environnements contrôlés ou à des simulations.
Le défi de la téléportation dans le monde réel
Le principal obstacle est la décohérence – la tendance des états quantiques à s’effondrer en informations classiques en raison d’interférences environnementales. Considérez un état quantique délicat comme une information fragile facilement détruite par même de légères perturbations. Envoyer cela via un câble à fibre optique bourdonnant de milliards d’autres signaux (transactions bancaires, vidéos, e-mails), c’est comme essayer de chuchoter dans un ouragan.
Prem Kumar de l’Université Northwestern et son équipe ont surmonté ce problème en :
- Sélection stratégique de la longueur d’onde : Choix de fréquences de lumière spécifiques pour minimiser la diffusion et les interférences.
- Restriction de canal : Contrôlez soigneusement le chemin du photon pour réduire les interactions indésirables.
Comme l’explique Kumar : « Nous avons soigneusement étudié la manière dont la lumière est diffusée et placé nos photons à un point judicieux où ce mécanisme de diffusion est minimisé. »
Comment ça marche (simplifié)
La téléportation quantique n’implique pas le déplacement de la particule réelle. Au lieu de cela, il exploite l’intrication quantique – une connexion effrayante entre deux particules, quelle que soit la distance.
- L’état de la particule d’origine est mesuré, détruisant l’original.
- Cette mesure est envoyée (classiquement) au destinataire.
- La particule partenaire intriquée est ensuite forcée dans le même état.
Ce n’est pas un voyage plus rapide que la lumière ; les informations voyagent toujours à la vitesse de la lumière. Cependant, il permet un transfert d’état sécurisé et instantané.
L’avenir des réseaux quantiques
Cette expérience constitue une étape majeure vers un Internet quantique. L’implication est que nous n’avons pas besoin de remanier l’infrastructure existante pour construire des réseaux quantiques. Les communications quantiques et classiques peuvent coexister sur les mêmes lignes de fibres si les longueurs d’onde sont correctement gérées.
“Beaucoup de gens ont longtemps supposé que personne ne construirait d’infrastructure spécialisée pour envoyer des particules de lumière. Si nous choisissons correctement les longueurs d’onde, nous n’aurons pas à construire de nouvelles infrastructures. Les communications classiques et les communications quantiques peuvent coexister. ” -Prem Kumar
Cela rend un Internet quantique pratique beaucoup plus accessible, accélérant le développement de technologies reposant sur la connectivité quantique. La recherche suggère que l’Internet quantique n’est plus un rêve lointain mais une réalité qui se rapproche rapidement.
