La téléportation quantique est un processus fascinant qui implique le transfert de l'état quantique d'une particule vers un autre endroit éloigné, sans déplacer ni détecter la particule elle-même. Ce processus pourrait être au cœur de la réalisation d'un soi-disant «Internet quantique», une version d'Internet qui permet la transmission sûre et instantanée d'informations quantiques entre les appareils dans le même réseau.
La téléportation quantique est loin d'être une idée récente, car elle a été réalisée expérimentalement plusieurs fois dans le passé. Néanmoins, la plupart des démonstrations précédentes ont utilisé une conversion de fréquence plutôt que de fonctionner nativement dans la bande de télécommunications.
Des chercheurs de l'Université de Nanjing ont récemment démontré la téléportation d'un qubit photonique en longueur d'onde de télécommunications (c'est-à-dire un bit quantique codé en lumière aux mêmes longueurs d'onde prenant en charge les communications actuelles) à une mémoire quantique de télécommunications. Leur article, publié dans Lettres d'examen physiquepourrait ouvrir de nouvelles possibilités pour la réalisation de réseaux quantiques évolutifs et donc potentiellement un Internet quantique.
« La téléportation quantique est toujours un protocole fascinant dans la communication quantique pour sa capacité à transférer des états quantiques sans jamais révéler », a déclaré à Issues.fr Xiao-Song, auteur principal du journal. « Pour étendre davantage la distance de transmission de l'état, l'incorporation de la mémoire quantique dans un système de téléportation quantique est d'une importance cruciale. »
L'objectif principal de la récente étude de MA et de ses collègues était d'intégrer avec succès une mémoire quantique à l'état solide de télécommunications dans un système de téléportation quantique, ce qui permettrait le stockage d'informations quantiques transmises. Le rôle principal de cette mémoire serait de se propager et de stocker des particules enchevêtrées sur un réseau quantique (c'est-à-dire une distribution d'enchevêtrement).
Les réseaux quantiques reposent sur des répéteurs quantiques, des dispositifs qui peuvent briser les distances sur lesquelles les informations sont transmises en sections plus courtes et plus gérables, appelées liens élémentaires. Lorsqu'elles sont placées à la fin de ces sections, les souvenirs quantiques pourraient stocker des informations quantiques pour le temps nécessaire pour que l'intrication soit établie sur des segments entiers de réseaux, ce qui pourrait à son tour permettre sa transmission sur des distances plus longues.
« Nous avons utilisé cinq systèmes pour accomplir l'expérience », a expliqué MA. « Il s'agit notamment d'une préparation d'état d'entrée; une source EPR pour générer des paires de photons enchevêtrées à partir d'une puce photonique intégrée, d'une mesure à l'état de cloche et d'une mémoire quantique basée sur des ensembles d'ions erbium. Nous avons également utilisé une distribution de fréquence et un module de réglage fin basé sur une technique de cavité FP et de PDH. »
Ces travaux récents de MA et de ses collègues montrent que les informations quantiques pourraient être transférées sur un réseau utilisant des appareils et des longueurs d'onde optiques compatibles avec celles actuellement utilisées dans les communications. La démonstration de la téléportation quantique par l'équipe pourrait éclairer l'avancement des réseaux quantiques, contribuant potentiellement à la réalisation future d'un Internet quantique fiable.
« Notre étude a démontré la téléportation quantique des photons de télécommunications à une mémoire quantique à l'état solide basé sur les ions erbium pour la première fois », a ajouté MA. « L'ensemble de notre système utilise parfaitement des composants compatibles avec les réseaux de fibres existants. Cette plate-forme compatible en télécommunications pour générer, stocker et traitement des états de lumière quantiques établit une approche très prometteuse des réseaux quantiques à grande échelle. »
Dans le cadre de leurs prochaines études, les chercheurs prévoient de se concentrer sur l'amélioration des performances de la mémoire à l'état solide à base d'ions erbium utilisée dans leurs expériences. Plus précisément, ils souhaitent prolonger ses temps de stockage et améliorer l'efficacité avec laquelle il stocke les informations quantiques.
Écrit pour vous par notre auteur Ingrid Fadelli, édité par Gaby Clark, et vérifié et examiné par Andrew Zinin – cet article est le résultat d'un travail humain soigneux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour garder le journalisme scientifique indépendant en vie. Si ce rapport vous importe, veuillez considérer un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un sans publicité compte comme un remerciement.
