Quantités de lumière dans le réseau de fibres optiques: les chercheurs font des progrès en matière de rayonnement à Berlin

Les chercheurs de Berlin ont réalisé une percée significative dans la communication quantique en démontrant avec succès la téléportation d'informations quantiques à travers un réseau de fibre optique urbain commercial. L'expérience, menée par des scientifiques de l'Université de Paderborn, de la Deutsche Telekom en Allemagne et du fabricant américain d'équipements réseau Qunnect, marque une étape cruciale vers la construction d'un Internet quantique sécurisé. Les chercheurs ont transmis des photons avec une longueur d'onde de télécommunication standard de 1324 nanomètres à travers le réseau de fibre. Ces photons ont été enchevêtrés avec d'autres photons d'une longueur d'onde plus courte (795 nanomètres), qui sont restés locaux sur le site d'expérience.

En combinant ces photons enchevêtrés avec des photons laser supplémentaires via un miroir partiellement transparent, l'équipe a initié le processus de téléportation. Cela a permis de transférer instantanément l'état quantique des photons laser aux photons voyageant à travers les câbles à fibres optiques de la ville. À la fin de la liaison de fibres, des détecteurs spécialisés ont confirmé le transfert réussi de l'état quantique dans environ 90% des cas. Les résultats ont été publiés sur le serveur de préimpression arXiv. Le centre central de l'expérience de téléportation était le laboratoire quantique des installations de Deutsche Telekom à Berlin.

Selon Matheus Sena, l'un des principaux chercheurs, l'équipe a testé la qualité de la téléportation dans des conditions environnementales variables. Sur des distances plus courtes de plusieurs kilomètres, l'état quantique téléporté a été préservé avec une probabilité moyenne de 92 pour cent. Même sur la distance de 30 kilomètres, la fidélité de la transmission est restée à 90 pour cent. Lorsque les signaux de télécommunications conventionnels ont également été envoyés par le même câble à fibre optique aux côtés du signal quantique, la qualité de transmission a légèrement chuté à 86 pour cent.

Sena a souligné que les résultats de leurs expériences fournissent des preuves convaincantes du potentiel de la téléportation quantique pour des applications pratiques dans la communication quantique. Il a noté que la téléportation quantique réussie est généralement définie comme atteignant plus de 67% de fidélité. Pour les applications du monde réel telles que l'échange de clés quantiques, les chercheurs visent à améliorer davantage leur méthode. Leur objectif est d'atteindre des fidélités de transmission de 98% ou plus. Les implications de cette recherche vont au-delà de la physique théorique dans des applications pratiques visant à sécuriser les infrastructures critiques.

L'objectif ultime est de connecter des institutions essentielles telles que les centres de données, les banques, les fournisseurs d'énergie, les hôpitaux et les agences gouvernementales en utilisant la technologie quantique pour les protéger contre l'accès non autorisé.

Cependant, jusqu'à présent, il s'agissait principalement de lignes de fibre dédiées entre les universités et les instituts de recherche plutôt que de faire partie d'un réseau commercial plus large. Le récent succès à Berlin démontre que l'information quantique peut être transmise de manière fiable au sein d'un réseau de données urbaines commerciales, ouvrant de nouvelles possibilités d'intégration des technologies de communication quantique dans les infrastructures existantes.

Au fur et à mesure qu'ils continuent à perfectionner leurs techniques, la perspective d'une mise en œuvre généralisée devient de plus en plus tangible, promettant une sécurité et des performances améliorées dans les futurs réseaux de communication.