L'enchevêtrement quantique de plus de 30 miles de fibre a rapproché Internet super sécurisé

Une image de fibre optique Pixabay

Albert Einstein ne voulait rien avoir à faire avec cela : il s'est moqué de l'étrange concept d'intrication quantique en tant qu'action effrayante à distance. Mais cent ans plus tard, l'épouvantail d'Einstein pourrait aider à créer un Internet plus sécurisé, grâce à la technique la plus fiable à ce jour pour emmêler des nœuds sur des kilomètres de câble à fibre optique.

Avec l'intrication, un objet peut être placé dans une superposition quantique de plusieurs états - comme le chat de Schrödinger, à la fois vivant et mort - et cette superposition peut être partagée avec un autre objet. En théorie, ces objets maintiendront cette connexion même lorsqu'ils sont séparés, de sorte que la mesure de l'un révèle l'état de l'autre, quelle que soit la distance.

Cela n'intéresse pas seulement les physiciens quantiques. Un internet quantique permettrait une communication ultra-sécurisée des messages sensibles. Une technique consiste à crypter une paire de clés numériques, une technologie connue sous le nom de distribution quantique de clés (QKD). Si deux personnes ont toutes les deux ces clés, elles peuvent parler sans craindre d'être espionnées, car un indiscret changerait l'état des clés et serait découvert.

Mais QKD repose sur la mesure de l'état des clés chiffrées quantiques, et comme cette mesure peut être affectée par les conditions des appareils d'envoi et de réception, vous devez connaître leurs conditions physiques exactes. Cela peut s'avérer peu pratique, car même de minuscules fluctuations physiques peuvent fausser les mesures.

C'est pourquoi les bizarreries de l'intrication quantique ont été saisies pour former la base d'une approche encore meilleure. L'enchevêtrement est beaucoup plus difficile à réaliser, mais à long terme, il pourrait fournir un Internet quantique plus utile que les clés quantiques. En enchevêtrant des nœuds sur un réseau, vous établissez une connexion entre les particules enchevêtrées qui contourne les appareils eux-mêmes, évitant ainsi l'exigence irréaliste de connaître leur état exact.

Du moins en principe. En pratique, l'enchevêtrement nécessite également des conditions idéales. Les systèmes quantiques sont sensibles aux moindres perturbations : un changement de température ou un léger mouvement peut tout dérégler. Une expérience révolutionnaire en 2015 a montré que l'intrication quantique fonctionnait sur une distance d'un peu moins d'un mile (1,3 kilomètre). Dans les années qui ont suivi, les chercheurs ont séparé les particules intriquées en les envoyant dans des fibres optiques et même jusqu'à un satellite et retour. Mais la fiabilité a été très faible.

Dans un article publié aujourd'hui dans Nature, Pan Jian-Wei de l'Université des sciences et technologies de Chine, à Hefei, et ses collègues décrivent une expérience dans laquelle ils démontrent enchevêtrement à travers plus de 30 miles de fibre enroulé dans un laboratoire, avec moins d'erreurs de transmission que les tentatives précédentes. C'est une grande amélioration, dit Pan, qui est parfois appelé le père du quantique.

L'astuce consistait à trouver des moyens efficaces d'enchevêtrer deux particules. L'équipe a utilisé un atome, qui est resté en place, et un photon, qui a été envoyé dans la fibre. Ils ont découvert qu'ils étaient capables de créer une paire de nœuds enchevêtrés de manière beaucoup plus fiable que ce qui avait été démontré dans les expériences précédentes, y compris celle établissant la référence du mile, qu'elle a battue de cinq ordres de grandeur.

Quelle est l'importance de ce résultat ? C'est bien, mais pas aussi gros que ça en a l'air, dit Stéphanie Wehner , chercheur à QuTech, un centre de recherche sur l'informatique quantique et l'internet quantique à Delft aux Pays-Bas. L'équipe de Pan a utilisé 30 miles de fibre enroulée, ce qui exige toujours un degré impressionnant de contrôle sur l'ensemble du système, mais il est beaucoup plus facile de démontrer l'enchevêtrement entre deux nœuds à un endroit que lorsqu'ils le sont. réellement 30 milles de distance.

Mais la distance est une chose. L'équipe de Pan affirme également que sa configuration est plus fiable que les exemples précédents et jette ainsi de meilleures bases pour un véritable Internet quantique. Ayant démontré les techniques avec une fibre enroulée, il pense qu'ils peuvent facilement les étendre pour travailler en ligne droite. Les méthodes développées dans ce travail pourraient être utilisées pour construire des réseaux quantiques entre les villes dans un avenir proche, dit-il.

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