téléportation quantique : nouveau record de 143 km


L'équipe d'Anton Zeilinger (Institut d'optique et d'information quantique à l'université de Vienne, Autriche) vient de présenter une étude affirmant qu'ils ont démontré une "téléportation quantique" sur une distance de 143 km dans les îles Canaries. Si elle est confirmée, ce record de distance fixe un nouveau palier dans l'univers de la téléportation quantique (wiki) et ouvre également la voie pour un futur réseau quantique global destiné aux communications sécurisées par satellite.
 
Il y a peu, le 9 mai très exactement, des chercheurs de l'université des Sciences et Technologies de Chine, à Shanghai, ont affirmé qu'ils avaient démontré la téléportation quantique sur une distance de 97 km à travers un lac en Chine. La téléportation quantique, au risque de vous décevoir, ne concerne pas la matière, c'est plutôt le processus de transfert de l'information exacte sur une particule, d'un endroit à un autre, en utilisant l'intrication quantique (wiki), la particule ne voyageant pas à travers l'espace intermédiaire.

Pour l'histoire, dans un projet lié, appelé Space-QUEST (avec le soutien de l'agence spatiale européenne), le projet Zeilinger sur l'intrication quantique pour des expériences spatiales, a démontré la possibilité de l'échange d'un photon unique, entre un satellite à faible orbite terrestre et un télescope basé sur Terre, en mars 2008.

Ce n'était pas une communication active, parce que le satellite n'avait qu'un miroir, pas de source laser quantique. Leur prochain développement, selon les chercheurs, sera d'installer un laser quantique actif sur la Station Spatiale Internationale. Ces nouveaux projets de recherche, valident la capacité d'envoyer et de recevoir des photons dans les mêmes types de conditions d'interférences atmosphériques qui seraient nécessaires pour un lien entre la terre et un satellite en orbite.

La démonstration réussie, de l'intrication quantique à ces distances, est importante comme preuve de la faisabilité du concept pour le futur de la conquête spatiale, pour des réseaux quantiques globaux et pour tester les limites de l'intrication à des distances relativistes (dans l'espace). Mais, est-ce que l'intrication reste valable à ces échelles de longueur, ou est-elle affectée par la gravité ou la distance physique ? 
 
A cet égard, certaines agences gouvernementales, comme la DARPA (agence américaine pour les projets de recherche avancée de défense qui injecte de l'argent dans des projets le plus souvent militaire, ou/et obscurs...) attend les propositions d'un procédé de, je cite :
 
« Communication quantique macroscopique  qui pourrait combiner la sécurité des communications quantiques avec les distances et les taux de télécommunications macroscopiques. Les études proposées devraient définir des approches novatrices qui permettent des avancées révolutionnaires dans les communications quantiques sécurisées. »

La démonstration chinoise, de téléportation quantique, a confirmé que 1171 photons ont été téléportés en quatre heures, enregistrant une perte de 35 à 53 dB sur une distance de 97 km. La démonstration autrichienne a confirmé que 605 photons ont été téléportés en environ 6,5 heures, en enregistrant une perte de 28 à 39 dB sur une distance de 143 km.

La DARPA demande aux chercheurs de démontrer une transmission soutenue de clés quantiques sécurisées, clés au taux de 1 à 10  gigabits par seconde, à des distances de 1000 à 10.000 km, un véritable bond quantique (...). Et il demande que les communications ne subissent aucune perte, face aux décohérences environnementales (décohérence quantique) que présente une atmosphère sale pour toute expérience.

Selon la DARPA : "Les techniques actuelles de communication quantique sont très sensibles à la perte, avec une augmentation de la perte conduisant à une baisse correspondante du taux de bits (par exemple, 10 dB de perte résulte en un facteur de diminution de 10 en débit sécurisé). Les programmes sélectionnés sont tenus de présenter une méthode pour le découplage de la perte de débit sécurisé."

Le programme a deux objectifs secondaires : de démontrer, de façon concluante, que la sécurité des communications quantiques peut être étendue à de nouveaux domaines, même sous l'eau et dans une atmosphère viciée, et d'étendre entièrement les communications quantiques macroscopiques à de nouveaux domaines.
 
La nouvelle recherche de l'Institut d'optique et d'information quantique à l'université de Vienne publiée sur Arxiv : Quantum teleportation using active feed-forward between two Canary Islands. (lien)
 
Le précédent record de l'Université des Sciences et Technologies de Chine : Teleporting independent qubits through a 97 km free-space channel. (lien).



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