Des scientifiques chinois affirment avoir « téléporté » une particule de photon du sol vers un satellite en orbite à 1 400 km.
Pour beaucoup, cependant, la téléportation évoque quelque chose de beaucoup plus exotique. Un monde auparavant confiné à la science-fiction est-il en train de devenir réalité ?
Eh bien, en quelque sorte. Mais il est peu probable que nous nous téléportions au bureau ou sur une plage des Bahamas de sitôt. Désolé.
Comment cela fonctionne-t-il ?
En termes simples, la téléportation consiste à transmettre l’état d’une chose plutôt que d’envoyer la chose elle-même.
Certains physiciens donnent l’exemple d’un télécopieur – il envoie des informations sur les marques sur une feuille de papier plutôt que le papier lui-même. Le télécopieur récepteur reçoit l’information et l’applique à la matière première sous forme de papier qui est déjà là.
Ce qu’il n’est pas, c’est la téléportation au sens de Star Trek – transférer instantanément de la matière d’un endroit à un autre – ce que beaucoup voient instinctivement.
Au contraire, cela repose sur un phénomène connu sous le nom d’intrication quantique.
Qu’est-ce que l’intrication quantique ?
En effet. Le phénomène se produit lorsque deux particules sont créées au même moment et au même endroit et ont donc effectivement la même existence.
Cette intrication se poursuit même lorsque les photons sont ensuite séparés. Cela signifie que si l’un des photons change, l’autre photon à l’autre endroit change aussi.
Le professeur Sandu Popescu, de l’université de Bristol, travaille sur l’intrication quantique depuis les années 1990.
« Même à cette époque, les gens pensaient à Star Trek. Mais nous parlons d’envoyer l’état d’une seule particule, pas des milliards de milliards de particules qui forment une personne », dit-il.
« Si vous pensez à une planète lointaine, il faudrait d’abord échanger des milliards de paires de particules intriquées, puis envoyer également d’autres informations. C’est hautement non trivial. Il ne faut pas s’enthousiasmer pour cela. »
Comment téléporter une particule ?
Revenons à nos deux particules intriquées. Si une troisième particule interagit avec la première particule intriquée, le changement qui se produit dans la particule intriquée est reflété dans sa jumelle.
Donc la jumelle contient des informations sur la troisième particule et prend effectivement son existence.
C’est génial, quel est le problème ?
Il a été impossible de créer un lien à longue distance entre deux particules intriquées car un photon intriqué ne peut parcourir qu’environ 150 km dans un canal de fibre optique avant d’être absorbé.
Les chercheurs ont longtemps vu le potentiel d’une liaison par satellite car les photons peuvent voyager plus facilement dans l’espace, mais il a été difficile de les transmettre à travers l’atmosphère terrestre – les conditions atmosphériques variables peuvent dévier les particules.
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Qu’a réalisé l’équipe chinoise ?
Ils ont créé 4 000 paires de photons intriqués quantiquement par seconde dans leur laboratoire au Tibet et ont tiré un des photons de chaque paire dans un faisceau de lumière vers un satellite appelé Micius, du nom d’un ancien philosophe chinois.
Micius possède un récepteur de photons sensible qui peut détecter les états quantiques des photons uniques tirés depuis le sol. Leur rapport – publié en ligne – indique qu’il s’agit de la première liaison de ce type pour une « téléportation quantique fidèle et à ultra-longue distance ».
« C’est une très belle expérience – je ne me serais pas attendu à ce que tout fonctionne aussi rapidement et aussi bien », déclare le professeur Anton Zeilinger de l’Université de Vienne, qui a enseigné au scientifique principal chinois Pan Jianwei.
Si on ne peut pas téléporter les gens, pourquoi est-ce passionnant ?
Le principal objectif de la téléportation quantique à l’heure actuelle est la création de réseaux de communication inviolables.
« Les lois de la nature offrent une protection », déclare le professeur Popescu. « Si quelqu’un devait intercepter l’information, vous pourriez le détecter car chaque fois que vous essayez d’observer un système quantique, vous le perturbez. »
La ville chinoise de Jinan a déjà commencé les essais d’un réseau sécurisé basé sur la technologie quantique et un réseau reliant Pékin et Shanghai est en cours de développement avec ce qu’on appelle des « nœuds de confiance » tous les 100 km où le signal quantique est mesuré et renvoyé, explique le professeur Zeilinger.
« C’est le premier internet quantique. Les débits de données sont faibles, donc ce n’est pas utile pour l’internet actuel. Mais il est utile pour rafraîchir la clé quantique utilisée pour envoyer des informations cryptées », indique le Pr Zeilinger.
Le réseau quantique pourrait être utilisé pour des informations financières ou électorales sensibles, indique le Pr Ian Walmsley de l’Université d’Oxford.
« Il reste des obstacles importants à surmonter. Mais c’est ainsi que commencent les changements transformateurs », dit-il.
Les réseaux quantiques pourraient être utilisés pour des informations financières ou électorales sensibles.