Téléportation quantique: tout comprendre à la prouesse réalisée par la Chine

Des physiciens ont établi une communication quantique sur une distance de 1200 km. Un record qui marque une étape importante vers une révolution des télécommunications.

Record battu, ou même explosé. Des physiciens chinois sont parvenus à établir une "téléportation quantique" sur une distance de 1200 km, contre 100 km précédemment. Ce grand pas en avant réalisé par la Chine nous rapproche de la création d'un futur réseau Internet inviolable. 

Publiés ce jeudi dans la revue américaine Science, ces travaux prennent appui sur les propriétés du monde subatomique, dans lequel des particules peuvent être liées à distance. 

Ces particules dites "intriquées", photons ou neutrons, se comportent comme une seule entité, même si elles sont séparées physiquement. Ainsi, si l'une des deux particules subit une modification, cela se verra immédiatement sur la seconde, quelle que soit la distance qui les sépare. L'information transmise devient donc instantanée et inviolable, puisqu'elle ne peut être interceptée. Un système de communication basé sur ces propriétés serait donc bien supérieur aux méthodes classiques de transmission sécurisée. 

"Un énorme accomplissement"

À l'aide d'un rayon laser, l'équipe du professeur Pan Jianwei, de l'Université de Hefei en Chine, a émis des paires de photons "intriqués" depuis un satellite en orbite. Ensuite, ces photons ont été séparés et captés dans deux stations au sol, à 1200 km de distance, dans les montagnes du Tibet. L'altitude élevée a permis de réduire la densité de l'air à travers lequel ces fragiles photons ont dû se déplacer. 

Des physiciens ont alors modifié la polarisation d'une partie des photons et ont déterminé que leurs "jumeaux" situés à plus de 1200 km avaient fait de même dans plus d'un millier de cas, soit bien plus fréquemment que ce que le hasard pourrait expliquer. Une découverte qui a ainsi confirmé la préservation des propriétés quantiques des photons sur une vaste distance. "C'est un énorme accomplissement", a jugé Thomas Jennewein, un physicien à l'Université de Waterloo au Canada. 

Une potentielle révolution technologique

Mais au-delà de rendre les informations inviolables, les applications potentielles qui découlent de ces propriétés quantiques sont très importantes. Cela pourrait ouvrir la porte au développement d'ordinateurs dotés d'une puissance de calcul sans commune mesure avec les plus puissantes machines actuelles. 

Des équipes européennes et américaines proposent également d'installer des instruments quantiques à bord de la Station spatiale internationale (ISS). L'objectif: évaluer si les particules conservent leurs propriétés quantiques quand elles changent de champ gravitationnel. 

L'idée des scientifiques serait d'observer un photon dans l'environnement de microgravité de l'ISS, et d'envoyer son partenaire "intriqué" sur Terre. "Il y a peu d'expériences qui testent les liens entre la gravité et la physique quantique", explique Anton Zeilinger, un physicien de l'Académie autrichienne des Sciences à Vienne. 

À terme, ces expériences pourraient un jour entraîner la création d'un réseau de satellites reliant des ordinateurs quantiques. "Je suis personnellement convaincu qu'internet sera basé à l'avenir sur les principes de la physique quantique", estime le professeur Zeilinger. 

En août dernier Pan Jianwei avait expliqué espérer "la création d'un réseau mondial de communication quantique vers 2030". Il vient d'en accomplir une première étape.  

Source : science.sciencemag.org