Des chercheurs réalisent la première « téléportation » d’images à travers un réseau quantique

Ca y est nous y sommes :

Des chercheurs réalisent la première « téléportation » d’images à travers un réseau quantique.

Andrew #Forbes « Désormais, il est possible de téléporter l’information de sorte qu’elle ne voyage jamais physiquement à travers la connexion – une technologie « Star Trek » devenue réalité »

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D’immenses réseaux de fibres et de liaisons terrestres relient les quatre coins du monde. Il est clair que l’échange d’informations constitue aujourd’hui l’épine dorsale de la société. Les technologies quantiques confèrent à cet échange une très haute sécurité. Par exemple, l’échange de clés quantiques permettant de décoder les informations transmises entre deux parties distantes laissent peu de place à la corruption des données. Cet échange reste toutefois basé sur un lien physique entre l’émetteur et le récepteur. La téléportation permet, quant à elle, d’échanger des informations protégées entre des parties distantes sans qu’un lien physique soit nécessaire. En cela, elle constitue une ressource cruciale des futurs réseaux quantiques de haute sécurité. Et pour cause : sans transport physique, pas de vol possible.

[...] Pour la première fois, ils ont démontré comment transporter des « motifs » de lumière à la manière d’une téléportation.

[...] Les chercheurs ont réalisé cette première démonstration expérimentale avec seulement deux photons intriqués. Pour rappel, deux particules intriquées forment un système lié et présentent des états quantiques dépendant l’un de l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare. La mesure d’une caractéristique spécifique de l’une des particules affecte immédiatement la caractéristique correspondante de l’autre – transmettant son état quantique. En transférant ensuite (par voie classique) les résultats de la mesure, on verrouille l’état en place tout en supprimant l’état original.

[...] Les approches précédentes reposaient toutes sur l’optique linéaire pour le contrôle et la détection des états. Mais ici, l’équipe a utilisé un détecteur optique non linéaire qui contourne le besoin de photons supplémentaires et fonctionne pour n’importe quel motif. « L’un des photons de la paire intriquée est converti dans un cristal non linéaire en utilisant le faisceau cohérent à la fois comme support d’information et comme amplificateur d’efficacité » précisent les chercheurs

[...] Un transport quantique de 15 dimensions !

Leur système fonctionne pour l’information spatiale d’une manière indépendante de la dimension et de la base. Il est possible de contrôler la capacité modale du canal quantique via des paramètres tels que la taille du faisceau et les propriétés du cristal. L’équipe rapporte ainsi un nouvel état de l’art de 15 dimensions ! Le schéma peut même être étendu à des dimensions supérieures, ce qui ouvre la voie à des connexions de réseaux quantiques dotées d’une capacité d’information encore plus élevée.

Bien qu’il s’agisse d’un transport d’images à travers un réseau sans envoi physique, il ne s’agit pas de téléportation au sens strict du terme. « Ce protocole présente toutes les caractéristiques de la téléportation, à l’exception d’un ingrédient essentiel : il nécessite un faisceau laser brillant pour rendre le détecteur non linéaire efficace, de sorte que l’expéditeur puisse savoir ce qui doit être envoyé, mais n’a pas besoin de le savoir »

Même s’il ne s’agit pas encore de réelle téléportation, ces travaux ouvrent une nouvelle voie pour la connexion des réseaux quantiques, en faisant de l’optique quantique non linéaire une ressource.

Exemple concret :

Un intérêt certain pour le secteur bancaire

Pour illustrer le potentiel de ce nouveau protocole de transport d’informations, l’équipe évoque un contexte bancaire. Imaginons qu’un client souhaite envoyer une information sensible, telle qu’une empreinte digitale, à sa banque. En communication quantique traditionnelle, il doit envoyer cette information physiquement à la banque – ce qui comporte un risque d’interception.

Dans le transport quantique présenté ici, la banque envoie un photon unique (issu d’une paire intriquée) sans information au client, qui le superpose sur un détecteur non linéaire avec l’information à transmettre. En conséquence, celle-ci apparaît à la banque exactement comme si on effectuait une téléportation. C’est l’échange de photons intriqués qui établit le lien quantique entre les deux parties.

À noter qu’aucune information ne circule physiquement entre les deux parties. Ainsi, toute tentative d’interception et de corruption des données serait vaine. Le Dr Adam #Vallés, de l’ #ICFO, souligne toutefois que cette configuration ne pourrait pas empêcher un expéditeur malhonnête de conserver de meilleures copies de l’information à téléporter.

Cette configuration permet déjà d’établir un canal sécurisé à haute dimension pour les communications quantiques entre deux parties. L’équipe espère que cette preuve de concept incitera la communauté de l’optique non linéaire à pousser plus avant les recherches. L’objectif est d’aboutir à une mise en œuvre quantique complète. En attendant, elle poursuit ses travaux en se concentrant sur le transport quantique à travers un réseau de fibres optiques.

Wits - University of the Witwatersrand