Des physiciens chinois battent un record de distance pour la téléportation

La téléportation est la capacité extraordinaire de transférer des objets d'un endroit à un autre sans voyager dans l'espace intermédiaire.

L'idée n'est pas que l'objet physique soit téléporté mais l'information qui le décrit. Cela peut ensuite être appliqué à un objet similaire dans un nouvel emplacement qui prend effectivement la nouvelle identité.

Et ce n'est en aucun cas de la science-fiction. Les physiciens téléportent des photons depuis 1997 et la technique est désormais standard dans les laboratoires d'optique du monde entier.

Le phénomène qui rend cela possible est connu sous le nom d'intrication quantique, le lien profond et mystérieux qui se produit lorsque deux objets quantiques partagent la même existence et sont pourtant séparés dans l'espace.

La téléportation s'avère extrêmement utile. Parce que les informations téléportées ne voyagent pas à travers l'espace intermédiaire, elles ne peuvent pas être secrètement consultées par un indiscret.

Pour cette raison, la téléportation est la technologie habilitante derrière la cryptographie quantique, un moyen d'envoyer des informations avec un secret presque parfait.

Malheureusement, les photons intriqués sont des objets fragiles. Ils ne peuvent pas parcourir plus d'un kilomètre environ dans les fibres optiques, car les photons finissent par interagir avec le verre, rompant ainsi l'enchevêtrement. Cela limite considérablement l'utilité de la cryptographie quantique.

Cependant, les physiciens ont eu plus de succès en téléportant des photons à travers l'atmosphère. En 2010, une équipe chinoise a annoncé avoir téléporté des photons uniques sur une distance de 16 kilomètres. Pratique mais pas exactement bouleversant.

Maintenant, la même équipe dit avoir battu ce record. Juan Yin de l'Université des sciences et technologies de Chine à Shanghai, et un groupe de camarades disent avoir téléporté des photons intriqués sur une distance de 97 kilomètres à travers un lac en Chine.

C'est un exploit impressionnant pour plusieurs raisons. L'astuce que ces gars-là ont perfectionnée est de trouver un moyen d'utiliser un laser de 1,3 watt et des optiques sophistiquées pour diffuser la lumière et la recevoir.

Inévitablement, les photons se perdent et l'intrication est détruite dans un tel processus. Des imperfections dans l'optique et la turbulence de l'air expliquent certaines de ces pertes mais le plus gros problème est l'élargissement du faisceau (ils ont fait l'expérience à une altitude d'environ 4000 mètres). Étant donné que le faisceau s'étend au fur et à mesure de son déplacement, de nombreux photons manquent tout simplement la cible.

Donc, l'avancée la plus importante que ces gars ont faite est de développer un mécanisme de direction utilisant un laser de guidage qui maintient le faisceau précisément sur la cible. En conséquence, ils ont pu téléporter plus de 1100 photons en 4 heures sur une distance de 97 kilomètres.

C'est intéressant car c'est la même atténuation de canal à laquelle vous devriez faire face lorsque vous envoyez des photons à un satellite avec, disons, une optique de 20 centimètres en orbite à environ 500 kilomètres. La téléportation quantique réussie sur de telles pertes de canaux en combinaison avec notre technique [visée] à haute fréquence et haute précision montre la faisabilité de la téléportation quantique à ultra-longue distance par satellite, disent Juan et co.

Donc, ces gars-là ont clairement l'œil sur la possibilité d'une cryptographie quantique par satellite qui fournirait des communications ultra sécurisées dans le monde entier. Cela contraste fortement avec les quelques kilomètres possibles avec les équipements commerciaux de cryptographie quantique.

Bien entendu, les débits de données seront probablement lents et la technologie émergente des répéteurs quantiques étendra la portée de la cryptographie quantique au sol afin qu'elle puisse atteindre le monde entier, en principe au moins.

Mais un système de sécurité par satellite parfait pourrait être un kit utile à avoir sur le toit d'une ambassade ou à répartir entre les forces armées.

Une question à laquelle les experts occidentaux en sécurité doivent réfléchir.

Réf : arxiv.org/abs/1205.2024 : Téléportation de Qubits indépendants via un canal en espace libre de 97 km

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