L'Europe propose une liaison optique quantique bon marché vers la station spatiale

L'un des grands mystères de la physique moderne est le lien entre la mécanique quantique et la relativité générale ou la gravité. Mais les phénomènes quantiques se produisent généralement aux plus petites échelles tandis que la gravité s'abat généralement sur les plus grandes échelles. Jamais les deux ne se rencontreront.

Du moins, non sans une réflexion intelligente. Une idée est d'enchevêtrer une paire de photons, de s'accrocher à l'un et d'envoyer l'autre sur une distance si vaste que la gravité est importante, en d'autres termes, suffisamment loin pour que la courbure gravitationnelle de l'espace entre en jeu.

La question en question est de savoir si l'intrication – un phénomène purement quantique – « ressent » cette courbure de la même manière que des choses purement classiques, comme les humains.

La distance requise n'est pas si loin, quelques centaines de kilomètres devraient faire l'affaire.

Mais il y a un problème. Les scientifiques les plus éloignés ont envoyé des photons intriqués à seulement 144 kilomètres. et en raison des pertes atmosphériques et de la courbure de la surface de la Terre, la seule façon d'aller plus loin est de tirer des photons directement vers le haut, dans l'espace.

Aujourd'hui, Thomas Scheidl de l'Académie autrichienne des sciences de Vienne et quelques amis suggèrent un moyen simple et relativement peu coûteux de faire pour la première fois ce genre d'expériences en utilisant la Station spatiale internationale (ISS), qui orbite à une altitude d'environ 400 kilomètres.

Leur plan est de créer des photons intriqués au sol et de les envoyer vers l'ISS. Cela permet de contourner un problème important avec ce type de travail, à savoir qu'une grande partie du matériel nécessaire à la création de photons intriqués - les lasers, les matériaux non linéaires, etc. - n'est pas encore qualifié pour une utilisation dans l'espace et obtenir une telle qualification est une entreprise coûteuse.

Donc, laisser tout ça sur le sol est une idée sensée. Dans l'espace, il suffit d'un capteur capable de détecter les photons et leur polarisation. En d'autres termes, une caméra.

Il s'avère que la Station spatiale internationale n'est pas un mauvais endroit pour installer un tel appareil. Il a déjà un support de caméra dans sa coupole, la zone d'observation à sept fenêtres qui donne aux astronautes une vue enviable de la planète.

La coupole a des fenêtres constituées de quatre vitres séparées sous vide. Néanmoins, Scheidl et ses collègues calculent que suffisamment de photons devraient passer pour faire de la bonne science.

Et la monture est motorisée pour contrer le mouvement de la station spatiale permettant aux astronautes de prendre des images extraordinaires de notre monde.

Le plan de Scheidl and co est de construire un capteur de photons de la taille d'une caméra qui s'adapte sur cette monture motorisée et surveille les photons tirés à partir de laboratoires en Autriche ou aux îles Canaries.

Ils calculent que l'ISS devrait passer au-dessus de leurs laboratoires sept ou huit fois par mois, offrant chacun une fenêtre de 20 secondes pour envoyer les photons intriqués pour que le capteur embarqué les capture.

Une telle caméra serait simple à construire à un coût relativement faible et pourrait facilement être jetée à l'arrière du navire de ravitaillement pour que les astronautes s'installent lorsqu'ils ont un moment libre.

Cela ressemble à un plan sensé pour tester les technologies pour relativement peu d'argent. Et il y a d'autres raisons d'essayer.

Outre les problèmes de physique fondamentale, ce genre de travaux est un tremplin important vers la mise en place d'un internet quantique capable de transporter des messages parfaitement sécurisés d'une partie du monde à une autre via des liaisons satellites.

Mais le plus important est peut-être la possibilité qu'elle offre d'utiliser l'ISS à bon escient. La NASA a toujours vendu la Station spatiale internationale au public américain en tant que laboratoire dans l'espace qui fera de la science importante. Pour ceux qui savent, cela a toujours été une affirmation risible.

Ainsi, une expérience d'optique quantique bon marché ayant le potentiel de changer nos idées sur la physique et d'ouvrir la voie à une nouvelle technologie de communication donne à la NASA la possibilité de rétablir l'équilibre.

Réf : arxiv.org/abs/1211.2111 :Expériences d'optique quantique vers la Station spatiale internationale ISS : une proposition

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