De la science-fiction à la réalité: des chercheurs réalisent la téléportation quantique à l’aide de la technologie Internet actuelle
Des chercheurs soutenus en partie par les projets QuantERA II(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et Qurope(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ont réussi à téléporter des informations d’un dispositif émetteur de lumière à un autre grâce à un phénomène appelé «intrication quantique». Pour ce faire, les scientifiques ont converti la lumière en longueurs d’onde compatibles avec les câbles Internet ordinaires, ce qui laisse penser que la téléportation pourrait éventuellement fonctionner avec l’infrastructure en fibre optique utilisée aujourd’hui.
Un véritable processus quantique
L’utilisation de l’intrication quantique signifie que l’information a été envoyée entre les deux appareils en téléportant l’état quantique de la lumière, et non en transmettant un signal ordinaire à travers la fibre. Comme décrit dans leur étude(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) publiée dans la revue «Nature Communications», les chercheurs ont atteint un taux de réussite de 72,1 % dans leurs efforts. Le fait que ce résultat dépasse largement le seuil de fidélité classique de 66,7 % dans le transfert d’informations quantiques prouve qu’un véritable transport quantique s’est produit, par opposition à une transmission classique. La mesure de la fidélité indique dans quelle mesure l’état quantique téléporté correspond à l’état d’origine. Pour les besoins de leur expérience, les scientifiques ont converti la lumière en une longueur d’onde de télécommunication courante de 1 515 nanomètres, qui convient parfaitement aux câbles à fibres optiques actuellement utilisés pour les connexions Internet. À cette longueur d’onde, l’état quantique des particules de lumière – les photons – reste inchangé, ce qui signifie que la lumière ne perd pas beaucoup de force sur de grandes distances. Des convertisseurs de fréquence ont été utilisés pour faire passer les photons de leur couleur naturelle à une longueur d’onde compatible avec la technologie des fibres optiques.
Pas un, mais deux dispositifs d’émission de lumière
Selon un article(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) publié par «StudyFinds», ce qui a distingué cette expérience, c’est l’utilisation de deux sources lumineuses indépendantes, contrairement aux études précédentes qui utilisaient un seul dispositif émetteur de lumière. Les chercheurs ont utilisé deux minuscules nanocristaux semi-conducteurs appelés points quantiques pour générer les photons individuels. Chaque point quantique fonctionne indépendamment, dans sa propre chambre ultrafroide. Le premier point quantique a émis un seul photon porteur de l’information à téléporter. Le second point quantique a émis des paires de photons intriqués qui ont fourni la connexion quantique nécessaire à la téléportation. «Pour que ces deux dispositifs indépendants puissent fonctionner ensemble, il fallait résoudre un problème délicat: chacun produisait naturellement de la lumière à une longueur d’onde légèrement différente», explique l’article de «StudyFinds». Ce problème a été résolu par les convertisseurs de fréquence qui ont rendu les photons suffisamment similaires pour permettre la téléportation quantique. Avant que cette technologie puisse être utilisée à grande échelle, un certain nombre d’obstacles doivent d’abord être surmontés, tels que les températures extrêmement froides (267 °C) requises pour l’expérience, et le système complexe et coûteux de conversion de la longueur d’onde. Néanmoins, les résultats de la recherche, obtenus avec le soutien des projets QuantERA II (QuantERA II ERA-NET Cofund in Quantum Technologies) et Qurope (Quantum Repeaters using On-demand Photonic Entanglement), marquent un développement important pour les sources de lumière quantique à base de semi-conducteurs. Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet QuantERA III(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) site web du projet Qurope(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)
