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Des scientifiques réalisent une téléportation quantique sur 44 kilomètres

Des codes chiffrés en trois dimensions.

La maîtrise de la téléportation quantique est un « pas important » vers l'Internet quantique selon le Dr Christoph Simon.

Photo : iStock

Une équipe de recherche internationale, comprenant des physiciens quantiques de l'Université de Calgary, a fait un grand pas en avant vers la création d'un Internet quantique. Elle a réussi à téléporter des particules de lumière sur 44 km.

L’information classique repose sur des bits, des suites de 0 et de 1, qui composent nos ordinateurs et l’Internet conventionnel.

Lorsque l’on parle de l’information quantique, on se plonge dans l’infiniment petit, l’atome, et ce monde-là ne répond pas aux mêmes règles que le nôtre.

Difficile donc de les expliquer, mais retenons que les bits quantiques, appelés qbits, sont eux des superpositions de 0 et de 1, multipliant ainsi les possibilités et donc la puissance lorsqu’il s’agit de calculs.

Cette propriété de superpositions donne naissance à de nouvelles possibilités technologiques explique Christoph Simon, professeur de physique à l'Université de Calgary.

Ce dernier se présente comme une sorte d'architecte qui développe les composantes de l’Internet quantique. Il a participé aux dernières trouvailles du laboratoire associé à Caltech, Fermilab, la NASA et l'Université d’Harvard.

Des ordinateurs quantiques, plus puissants que nos ordinateurs, représenteraient une révolution, mais créer un réseau entre eux, un Internet quantique, le serait d’autant plus.

Cela changerait radicalement le monde de la communication sécurisée, du stockage de données, de la détection de précision et de l'informatique, selon l’article publié par l'Université de Calgary.

On ne veut pas seulement construire des ordinateurs quantiques et les garder dans un endroit, mais on veut aussi construire une sorte d’Internet pour ces ordinateurs quantiques.

Une citation de :Dr Christoph Simon, professeur de physique à l'Université de Calgary

À long terme, l’Internet quantique sera l'Internet composé d'ordinateurs quantiques, résume-t-il.

Pour communiquer entre ces ordinateurs, il faut pouvoir transmettre les informations. Les photons, des particules élémentaires de lumière, communiquent l’information à travers la fibre optique, mais perdent de leur force avec la distance.

C’est là qu’intervient la téléportation quantique. Elle permet la transmission d’informations à distance sans perte.

Calgary a une assez longue tradition dans ce domaine, explique Christoph Simon. C’est l’une des premières villes où l'on a réussi à faire la téléportation quantique à travers une ville. C'était en 2016, sous la direction du Dr Wolfgang Tittel, sur une distance de 8,2 km.

En décembre dernier, les équipes de chercheurs ont réussi une téléportation sur une distance de 44 km.

Pour le Dr Simon, on est au-delà de la simple expérience concluante à présent. Le système est performant, plus robuste et fiable à 90 %, selon lui. C’est un pas important, mais il reste beaucoup à faire aussi précise-t-il.

Gros plan de la partie la plus interne d'une mémoire quantique.

Les physiciens de l'Université de Calgary développent des composants pour un réseau quantique, comme cette mémoire qui peut stocker des informations quantiques.

Photo : Daniel Oblak / Université de Calgary

Un système inviolable

Si l’Internet quantique n’entrera pas en service dès demain, certaines de ses applications, elles, sont à nos portes.

Aujourd’hui, pour protéger nos données, notre ordinateur et notre modem Internet communiquent dans un langage codé, appelé WPA.

Pour se comprendre mutuellement, à l’instant où on les allume, ils s’envoient une clé, sorte de mode d’emploi pour déchiffrer leur langage codé. Eux seuls peuvent alors se comprendre et leur communication reste secrète.

Mais tout repose sur l’envoi de cette clé. Si elle est interceptée par un pirate, ce dernier peut alors comprendre tout ce qui se dit. Et c’est là qu’intervient la distribution quantique.

Si quelqu’un essaye de lire l’information qui est contenue dans les photons, vous allez vous en rendre compte, affirme le Dr Christoph Simon. L’observation change le système, donc on ne peut pas vraiment observer un système quantique sans le changer.

Il est donc possible de savoir si la clé a été interceptée et si la sécurité de la communication est compromise.

Ces systèmes de communication sécurisés quantiques qui émettent et reçoivent des photons existent déjà. Ça a le prix d’une belle voiture, précise le scientifique, mais avec le temps ça va devenir moins cher et à plus long terme ça sera peut-être intégré et vous aurez de petites puces photoniques dans votre ordinateur.

Vers la téléportation d'êtres humains?

Forcément, lorsque l’on parle de téléportation, les amateurs de science-fiction se posent tous la même question : pourrons-nous un jour nous téléporter?

Je vois bien l'intérêt du public, surtout quand on parle de téléportation, ça stimule toujours l’imagination des gens, répond le Dr Simon en souriant. Mais ce sont bien des informations qui sont téléportées, de la lumière dans notre cas, et pas de la matière.

Alors, en théorie, c'est peut-être possible, mais nous sommes à un millier d'années de ça et nous avançons un photon à la fois conclut-il.

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