Des chercheurs réalisent une téléportation quantique longue distance

Une équipe conjointe de chercheurs du Laboratoire Fermi et d’institutions partenaires a démontré une téléportation longue distance soutenue de qubits de photons.

Le laboratoire national américain Fermilab, le laboratoire de l’US Department of Energy Office of Science et des institutions partenaires ont fait un pas important vers la réalisation d’un Internet quantique.

Plus tôt ce mois-ci, une équipe conjointe ou des chercheurs ont pu utiliser la téléportation quantique pour envoyer des informations sur une distance de 44 km.

Dans un article publié dans Comme PRX, l’équipe a démontré une téléportation soutenue et longue distance de qubits de photons avec une fidélité de plus de 90 pc. Les qubits ont été téléportés sur un réseau à fibre optique à l’aide de détecteurs à photon unique de pointe et d’équipements disponibles dans le commerce.

Un Internet quantique viable fonctionnerait grâce à un système d’ordinateurs quantiques interconnectés, qui utilisent des signaux quantiques pour envoyer des informations plutôt que des ondes radio.

La téléportation quantique est un transfert désincarné d’états quantiques d’un endroit à un autre. La téléportation quantique d’un qubit est réalisée en utilisant l’intrication quantique, dans laquelle deux particules ou plus sont inextricablement liées les unes aux autres. Si une paire de particules intriquées est partagée entre deux emplacements distincts, quelle que soit la distance qui les sépare, les informations codées sont téléportées.

S’il était mis en œuvre avec succès, l’internet quantique transformerait les domaines du stockage de données, de la détection de précision et de l’informatique, inaugurant une nouvelle ère de communication.

Cette dernière réalisation du Laboratoire Fermi et de ses institutions partenaires confirme le prémisse selon laquelle les scientifiques et les ingénieurs peuvent construire un réseau quantique exploitable et haute fidélité à l’aide d’appareils pratiques, rapprochant ainsi un Internet quantique viable de la réalité.

Panagiotis Spentzouris, responsable du programme de science quantique du Laboratoire Fermi et l’un des co-auteurs de l’article, a déclaré que l’équipe était ravie des résultats. «Il s’agit d’une réalisation clé sur la voie de la construction d’une technologie qui redéfinira la façon dont nous conduisons la communication mondiale.»

Outre Fermilab, l’équipe conjointe comprend des chercheurs d’AT & T, de Caltech, de l’Université Harvard, du laboratoire de propulsion par jet de la NASA et de l’Université de Calgary.

Cette réalisation intervient quelques mois seulement après que le département américain de l’énergie a dévoilé son plan directeur pour un Internet quantique national.

Une autre avancée quantique majeure

Pendant ce temps, à Copenhague, les chercheurs ont perfectionné leur technologie quantique avec une puce qui pourrait être mise à l’échelle et utilisée pour construire le simulateur quantique du futur.

Dans un article publié dans Progrès scientifiques, les chercheurs de l’Institut Niels Bohr de l’Université de Copenhague en collaboration avec l’Université de Bochum expliquent comment ils ont développé une nanopuce qui leur permet de produire suffisamment de photons stables codés avec des informations quantiques pour faire évoluer la technologie.

La puce, qui serait inférieure à un dixième de l’épaisseur d’un cheveu humain, peut permettre à l’équipe d’obtenir un «  avantage quantique  » – où un dispositif quantique peut résoudre une tâche de calcul donnée plus rapidement que le supercalculateur le plus puissant du monde.

Le professeur Peter Lodahl du Center for Hybrid Quantum Networks a déclaré qu’il s’agissait d’une «percée majeure» et du premier pas vers un territoire inconnu dans le monde de la physique quantique.

«Nous possédons maintenant l’outil qui permet de construire un simulateur quantique qui peut surpasser un ordinateur classique», a-t-il déclaré.

Bien que les résultats soient prometteurs, une expérience réelle d’avantage quantique n’a pas encore été menée, en raison des coûts élevés de réalisation d’une telle expérience.

L’auteur principal des résultats, le professeur adjoint Ravitej Uppu, a déclaré: «Cela pourrait nous coûter 10 millions d’euros pour réaliser une expérience réelle qui contrôle simultanément 50 photons, comme Google l’a fait avec des qubits supraconducteurs. Nous ne pouvons tout simplement pas nous le permettre. Cependant, en tant que chercheurs scientifiques, nous pouvons développer une source de photons et prouver qu’elle peut être utilisée pour obtenir un avantage quantique. Nous avons développé la pierre angulaire fondamentale. »

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