[La téléportation quantique par fibre optique : future révolution de l’internet]

La téléportation quantique est un phénomène de la mécanique quantique qui permet de transférer l’état quantique d’une particule à une autre sans qu’il y ait un déplacement physique de la particule elle-même. Cette technologie, qui peut sembler tout droit sortie de la science-fiction, repose sur un principe fondamental de la physique quantique : l’intrication quantique.

Contrairement à l’idée classique de téléportation où un objet serait instantanément transporté d’un point à un autre, la téléportation quantique concerne le transfert d’informations quantiques. Elle utilise l’intrication, un état où deux particules deviennent interconnectées de manière à ce que l’état de l’une détermine instantanément l’état de l’autre, même à des distances considérables.

Un système de téléportation quantique est nécessairement composé d’un émetteur, d’un récepteur et d’une particule intermédiaire intriquée. L’émetteur mesure l’état de la particule à téléporter en la combinant avec sa partie de la paire intriquée. Cette mesure modifie l’état des particules intriquées et détruit l’état original. L’information issue de la mesure est envoyée au récepteur via un canal classique, lui permettant de reconstituer l’état initial sur sa particule intriquée. Ainsi, l’état quantique est recréé sans déplacement physique de la particule.

Pour réaliser la téléportation quantique sur de longues distances, la fibre optique fait office de candidat idéal en offrant un canal de communication fiable pour transmettre les particules intriquées. Elles permettent en effet de transporter les photons intriqués, qui servent de supports d’information quantique. En outre, elles présentent :

1. De faibles pertes par rapport à d’autres moyens de transmission, et des technologies comme les répéteurs quantiques (encore en développement) peuvent même les compenser.
2. Une compatibilité avec les technologies existantes, du fait que les réseaux de télécommunications usuels les utilisent largement, ce qui facilite leur adaptation pour les réseaux quantiques.
3. Une bonne protection contre les interférences en protégeant les photons intriqués des perturbations environnementales afin de préserver la cohérence des états quantiques.

Des expériences de téléportation quantique via fibre optique ont été menées avec succès sur des distances atteignant plusieurs centaines de kilomètres. En décembre 2024, une équipe de chercheurs de l’Université Northwestern aux États-Unis a réalisé une avancée majeure en téléportant des états quantiques sur une distance de 30 kilomètres à travers des fibres optiques utilisées pour le trafic Internet conventionnel.

Les chercheurs ont identifié des longueurs d’onde spécifiques, moins encombrées, pour transmettre les photons intriqués, minimisant ainsi les interférences avec le trafic Internet classique. Ils ont également mis en place des filtres spéciaux pour réduire le bruit généré par les transmissions classiques. Cette configuration a permis de maintenir l’intégrité des informations quantiques sur une distance de 30 kilomètres, même en présence d’un trafic Internet intense.

Cette réussite démontre que les communications quantiques peuvent être intégrées aux infrastructures de télécommunications existantes, ouvrant la voie à des réseaux quantiques plus accessibles et économiquement viables. Les implications potentielles incluent des communications ultra-sécurisées, des transferts de données quasi instantanés et des avancées significatives dans le domaine de l’informatique quantique.

Les chercheurs envisagent maintenant de tester cette technologie sur des câbles optiques souterrains, afin de valider sa faisabilité dans des conditions réelles en dehors du laboratoire.

Bien qu’elle soit encore à un stade expérimental, les applications de la téléportation quantique par fibre optique n’en demeurent pas moins prometteuses pour les communications sécurisées et les réseaux quantiques. Les défis techniques suscitent un intérêt et des investissements croissants, faisant de cette technologie une pierre angulaire potentielle de l’ère quantique à venir.