Création : 20/12/2024 | 17:34 Mise à jour : 20/12/2024 | 18h10
Les vacances de Noël approchent et nous souhaitons pouvoir nous téléporter. Surtout quand la nuit touche à sa fin et que le corps ne répond plus. Désolé, la téléportation humaine n’est pas possible. Mais avec l’information, c’est une autre histoire. Il existe un monde possible dans lequel les informations pourraient être envoyées d’un endroit à un autre presque instantanément, sans avoir recours à de nouveaux câbles ou à des appareils futuristes. Ce qui semble sortir d’un film de science-fiction est plus proche de la réalité, grâce aux progrès récents de la téléportation quantique. Ce phénomène, bien qu’il n’implique pas de « disparition et apparition » à la manière de Star Trek, permet à des informations quantiques d’être transférées entre deux points distants sans traverser l’espace intermédiaire.
Les scientifiques de l’Université Northwestern ont franchi une étape importante : la première démonstration de téléportation quantique utilisant des câbles à fibres optiques conventionnels, déjà occupés par le trafic de données normal. Publié dans la revue OPTIQUEcette expérience ouvre une porte fascinante sur un avenir dans lequel les réseaux quantiques pourront coexister avec les infrastructures actuelles.
La découverte de cette étrange propriété de la matière pourrait réécrire les livres quantiques, la question est : les électrons peuvent-ils se diviser en charges fractionnaires ?
Eugenio M. Fernández Aguilar
Qu’est-ce que la téléportation quantique ?
Le terme correct est « téléportation » (inventé par Charles Benett en 1993), plutôt que « téléportation ». La téléportation quantique ne consiste pas à déplacer des objets ou des personnes, mais à transférer des états d’information quantique entre des particules physiquement séparées. Ceci est réalisé grâce à un phénomène appelé « intrication quantique », dans lequel deux particules, telles que des photons, restent connectées quelle que soit la distance. Un changement dans l’un d’eux affecte instantanément l’autre.
Ce processus est essentiel pour développer des réseaux quantiques offrant des communications ultra-rapides et sécurisées. Contrairement aux signaux classiques, qui se propagent sous forme d’ondes ou de particules dans des câbles ou dans l’air, La téléportation quantique permet aux informations de « sauter » entre des points sans bouger physiquement. Ce progrès est possible en exploitant des particules intriquées qui « partagent instantanément des informations ».
La téléportation quantique implique le transfert d’états d’informations quantiques entre des particules physiquement séparées. Source : ChatGPT / Eugenio Fdz.
L’expérience et ses résultats
L’équipe dirigée par Prem Kumar a utilisé un câble à fibre optique de 30 kilomètres de long, déjà occupé par le trafic Internet normal. À chaque extrémité du câble, ils plaçaient un photon et envoyaient des informations quantiques tandis que les données classiques circulaient sur le même support. La clé était utiliser une gamme de lumière spécifique pour éviter les interférences. Comme l’explique Kumar, « nous plaçons nos photons à un point où le mécanisme de diffusion de la lumière est minime ».
En plus, ajout de filtres pour réduire le bruit généré par les données classiques. Le test a démontré qu’il était possible de transmettre avec succès des informations quantiques même lorsque le câble était occupé, ce que beaucoup pensaient irréalisable. Selon l’étude, « les résultats confirment que les communications quantiques et classiques peuvent coexister dans la même infrastructure de fibre optique ».
Ce premier succès jette les bases d’expérimentations sur de plus longues distances et dans des conditions réelles en dehors du laboratoire, ce qui constituerait une étape cruciale vers des réseaux quantiques pratiques.
Un câble à fibre optique de 30 kilomètres de long a été utilisé. Source : ChatGPT / Eugenio Fdz.
Qu’y a-t-il de nouveau dans cette étude ?
Bien que La téléportation quantique a été démontrée dans des expériences précédentes depuis des décenniescette étude apporte une avancée clé : sa mise en œuvre dans les câbles à fibres optiques déjà utilisés pour le trafic de données conventionnel. Au lieu de s’appuyer sur des systèmes dédiés ou des conditions hautement contrôlées, les chercheurs ont réussi à intégrer la transmission quantique à l’infrastructure existante, rapprochant ainsi cette technologie des applications pratiques du monde réel.
De plus, l’équipe a surmonté un défi technique crucial : réduire les interférences de trafic classiques dans la transmission de données quantiques. Pour ce faire, ils ont utilisé des longueurs d’onde spécifiques et des filtres avancés, permettant aux photons quantiques de coexister avec des millions de particules lumineuses utilisées dans les communications traditionnelles. Selon l’article, les résultats démontrent que les communications quantiques et classiques peuvent coexister dans la même infrastructure de fibre optique.
Cette recherche marque une étape importante vers des réseaux quantiques fonctionnels et évolutifs, qui seraient non seulement plus rapides, mais également plus sécurisés, grâce aux propriétés uniques de la physique quantique.
Possibilités futures et défis actuels
La téléportation quantique pourrait révolutionner les communications. Les réseaux quantiques seraient pratiquement immunisés contre l’interception, puisque toute tentative d’espionnage du système détruirait l’intrication. Cela rendrait les connexions possibles extrêmement sécurisé entre nœuds distants, même entre pays ou continents.
Cependant, ce domaine est confronté à des défis importants. L’un des enjeux est d’étendre la distance des expérimentations sans dégrader la qualité des informations transmises.. Une autre difficulté consiste à adapter cette technologie à de véritables câbles souterrains, plus bruyants et aux conditions imprévisibles. Kumar prévoit de travailler avec des paires de photons intriqués supplémentaires et d’explorer des méthodes pour enchevêtrement d’échangeune étape cruciale vers des réseaux plus larges.
L’équipe étudie également comment intégrer cette technologie dans les infrastructures existantes sans avoir besoin d’installer de nouveaux câbles. Comme l’a déclaré Kumar : « Si nous choisissons les bonnes longueurs d’onde, il ne sera pas nécessaire de construire de nouvelles infrastructures ; les communications classiques et quantiques peuvent coexister. »
L’un des enjeux est d’étendre la distance des expériences sans dégrader la qualité de l’information transmise. Source : ChatGPT / Eugenio Fdz.
L’impact de cette avancée
Cette avancée représente un changement radical dans la façon dont nous imaginons l’avenir des communications. Jusqu’à présent, l’idée de réseaux quantiques coexistant avec les réseaux actuels ressemblait à de la science-fiction. Cependant, Cette expérience montre que la technologie quantique peut être intégrée sans complications.
La possibilité de combiner les deux technologies ouvre de nouvelles opportunités pour des applications telles que l’informatique quantique distribuée et la détection quantique. De plus, avec l’amélioration continue de cette technique, nous pourrions atteindre le point où les connexions quantiques feront partie de notre vie quotidienne, révolutionnant des secteurs tels que la banque, les télécommunications et la recherche scientifique.
Ce n’est que le début. À mesure que les scientifiques perfectionneront ces méthodes, le rêve d’un réseau quantique mondial deviendra de plus en plus tangible.
Références
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