Rudolf Cole
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Une équipe de scientifiques en Chine a relié des mémoires quantiques sur plus de 50 kilomètres de câble à fibre optique, battant le record précédent de plus de 40 fois. Cet exploit est une étape importante vers un Internet à l'épreuve du piratage, ont déclaré des scientifiques.
L'Internet que nous utilisons aujourd'hui était vraiment une invention révolutionnaire. Il a connecté le monde avec des informations et nous a permis de partager des millions de photos de chats mignons et câlins. Mais Internet regorge également de pirates informatiques qui tentent d'intercepter des informations importantes ou sensibles. Pour riposter, les physiciens ont trouvé une solution, avec un peu d'aide du chat de Schrödinger, le célèbre et hypothétique félin mort-vivant destiné à exposer la nature étrange des particules subatomiques..
Cette solution proposée est un nouvel Internet gouverné par le monde bizarre de la mécanique quantique. Un tel Internet pourrait un jour devenir la norme pour envoyer, recevoir et stocker des données en toute sécurité.
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Dans le monde informatique classique, l'information est représentée par des bits avec des valeurs de 0 ou 1. Un Internet quantique, comme un ordinateur quantique, tirerait parti de l'une des propriétés fondamentales de la mécanique quantique, le principe de superposition. Ce principe est décrit en utilisant le paradoxe du physicien Erwin Schrödinger selon lequel un chat dans une boîte est à la fois mort et vivant. Les ordinateurs quantiques utilisent des bits quantiques, ou «qubits», qui peuvent exister dans un état de superposition dans lequel ils ont une valeur à la fois 1 et 0 simultanément. Un qubit existe dans cet état d'incertitude jusqu'à ce qu'il soit mesuré par un observateur, réduisant le qubit dans un état défini de 0 ou 1.
Si vous associez deux qubits ou plus ensemble, ils s'emmêlent. L'intrication quantique est la connexion éthérée entre deux particules ou plus, de sorte que toute action effectuée sur l'une affecte instantanément les autres, quelle que soit leur distance. Albert Einstein a appelé ce phénomène «action effrayante à distance». La vraie magie d'un Internet quantique commencerait lorsque des informations seraient envoyées à l'aide de particules intriquées, également appelées téléportation quantique..
"La téléportation quantique est un moyen de transférer un état quantique inconnu d'une particule à une autre à un endroit éloigné, sans envoyer la particule d'origine elle-même", Jian-Wei Pan, professeur de physique à l'Université des sciences et technologies de Chine à Hefei et co-auteur de l'étude, a déclaré dans une interview avec le National Science Review.
Parce que les qubits intriqués ne sont physiquement liés sous aucune forme ou forme, l'interception des communications entre eux est impossible.
Pan et son équipe ont déjà démontré l'intrication de particules lumineuses, ou photons, sur de longues distances à travers l'espace vide. En 2017, son équipe a emmêlé deux photons séparés par 1200 km (746 miles) à l'aide d'un relais satellite en orbite autour de la Terre nommé Micius..
En pratique, l'enchevêtrement est une affaire délicate. La moindre des perturbations, comme un changement de température ou de vibration, peut rompre le lien entre les particules enchevêtrées, effondrant leur état commun. Pour réaliser un véritable Internet quantique, les physiciens devront faire appel à des mémoires dites quantiques.
"La mémoire quantique est un appareil qui stocke des informations quantiques. [Elle] doit stocker la superposition de deux états", Xiao-Hui Bao, professeur de physique à l'Université des sciences et technologies de Chine à Hefei et co-auteur du étude, dit .
Souvenirs quantiques
Dans l'étude, publiée le 12 février dans la revue Nature, Pan et ses collègues ont réussi à emmêler des mémoires quantiques sur 50 km de câble à fibre optique. Le précédent record de séparation entre les souvenirs était de 1,3 km.
Dans l'expérience de la nouvelle étude, la mémoire quantique est un ensemble d'atomes de rubidium refroidis par laser piégés dans le vide, a déclaré Bao. L'équipe a utilisé des photons pour lire et écrire dans le nuage de 100 millions d'atomes piégés. Les photons ont été utilisés à la fois pour exciter les atomes dans un état d'énergie plus élevée, définissant les qubits que les chercheurs souhaitaient enchevêtrer et pour produire un photon intriqué à envoyer dans le câble optique. Les chercheurs ont alors dû modifier la fréquence du photon pour qu'il ne se perde pas dans les 50 km de câble en fibre optique enroulés dans leur laboratoire. Enfin, le photon pourrait être envoyé lors de son voyage à travers le câble pour réussir à enchevêtrer la deuxième mémoire quantique.
Bien que l'intrication quantique entre les mémoires ait été réalisée, l'équipe n'a pas encore effectué de téléportation quantique d'informations entre les deux nœuds. Les chercheurs ont déclaré qu'ils espèrent que ce travail ouvrira la voie à la création d'un réseau de stations de relais quantique qui étendraient la communication intriquée sur de plus longues distances, menant éventuellement à un réseau quantique à grande échelle..
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Publié à l'origine le .
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