Prospective : L’intrication quantique éliminerait pratiquement tous les problèmes de sécurité auxquels l’Internet moderne est confronté. C’est la théorie, du moins. Selon de nouvelles recherches, il existe un moyen (théorique) de « diriger » les photons intriqués pour éviter la perte d’informations.

Le professeur Mehul Malik étudie les technologies quantiques depuis 15 ans. Avec son équipe à Institut des sciences photoniques et quantiques d’Heriot-WattMalik a conçu une nouvelle façon d’envoyer des informations quantiques sur les fibres optiques – une manière qui aide à éviter la perte de données et rapproche le concept de l’internet quantique de la réalité.

L’Internet quantique est un modèle théorique pour un réseau de nouvelle génération basé sur les phénomènes étranges appartenant à la théorie de l’informatique quantique. Le phénomène le plus étrange est connu sous le nom d’intrication quantique, car il décrit deux particules ou groupes de particules (par exemple, deux photons de lumière) qui restent connectés quelle que soit la distance. L’état quantique d’une particule intriquée ne peut être décrit indépendamment de l’état de l’autre, quelle que soit la vitesse de la lumière.

La technologie quantique tente d’exploiter les propriétés quantiques des particules subatomiques pour développer des ordinateurs incroyablement puissants ou pour améliorer considérablement la sécurité des communications réseau et des systèmes de navigation. Le problème avec l’intrication quantique, cependant, est que la « transmission » des photons intriqués sur des fibres optiques devient difficile sur de longues distances en raison du bruit et de la perte d’informations.

« Même les meilleures fibres optiques au monde subiront une certaine perte par kilomètre », Malik a dit, « c’est donc un gros obstacle pour rendre possible cette forme de communication quantique. » La nouvelle recherche qu’il a développée avec son équipe montre cependant pour la première fois que « l’intrication quantique peut tolérer à la fois le bruit et la perte – et survivre encore sous une forme forte connue sous le nom de direction quantique ».

Le pilotage quantique est une technique qui permet d’améliorer la robustesse de l’intrication en utilisant « qudits« , qui sont essentiellement des tableaux de qubits (l’équivalent binaire en informatique quantique) disposés en plusieurs dimensions. Les chercheurs ont utilisé la structure spatiale de la lumière pour enchevêtrer des photons dans un espace à 53 dimensions composé de » pixels « de lumières.

Le résultat : la direction quantique leur a permis de transmettre les photons intriqués dans des conditions de perte et de bruit équivalentes à 79 km de câbles à fibre optique, même avec 36 % de bruit blanc comme celui qui pourrait provenir de la lumière du soleil pénétrant dans l’expérience. Une autre découverte contre-intuitive de la nouvelle recherche, a déclaré Malik, était que l’augmentation du nombre de dimensions dans l’intrication quantique réduit également considérablement le temps nécessaire pour mesurer les résultats.

« Le flux d’informations efficace et fiable est au cœur de la société moderne d’aujourd’hui », a expliqué le professeur ; pour construire un tel Internet « quantique », « nous devons être capables d’envoyer un enchevêtrement quantique sur des distances réelles » en tolérant le bruit et la perte dans la transmission.