Les ingénieurs de l’Université Northwestern ont réalisé la première démonstration de téléportation quantique sur des câbles à fibres optiques transportant des données Internet conventionnelles. Cette percée, dirigée par le professeur Prem Kumar, combine de manière transparente les communications quantiques et classiques en utilisant l’infrastructure existante.
Des ingénieurs du Nord-Ouest démontrent la téléportation quantique via la fibre optique
L’étude, publié dans la revue Optiquerévèle que la téléportation quantique peut se produire sans nécessiter de configurations dédiées à la communication quantique. Kumar a expliqué que les travaux démontrent comment les réseaux quantiques et les réseaux classiques peuvent partager le même cadre de fibre optique. «Cela ouvre la porte à une poussée des communications quantiques vers un niveau supérieur», a-t-il déclaré.
La téléportation quantique repose sur l’intrication quantique, un phénomène dans lequel deux particules s’interconnectent, permettant le transfert d’informations sans transmission physique. Cette méthode permet une communication ultra-sécurisée, car elle ne nécessite pas que les données parcourent la distance entre l’expéditeur et le destinataire. Au lieu de cela, il utilise des particules intriquées pour relayer les informations via leur état partagé, quelle que soit la distance.
Pour réaliser cet exploit, Kumar et son équipe ont surmonté les défis associés aux particules enchevêtrées qui étaient éliminées par le reste du trafic Internet. Ils ont identifié une longueur d’onde moins encombrée de 1 290 nanomètres, distincte de la bande C très fréquentée de 1 547 nanomètres. En étudiant de manière experte la diffusion de la lumière dans les câbles à fibres optiques, les chercheurs ont optimisé les conditions pour minimiser les interférences dues aux signaux qui se chevauchent.
Grâce à une configuration impliquant un câble à fibre optique de 30,2 kilomètres, l’équipe a transmis simultanément des informations quantiques ainsi qu’un trafic Internet de 400 Gbit/s. Ils ont effectué des mesures quantiques à mi-chemin et ont vérifié que l’état quantique avait été téléporté avec succès, prouvant ainsi la durabilité de l’enchevêtrement au milieu d’un trafic intense.
« Cette capacité à envoyer des informations sans transmission directe ouvre la porte à des applications quantiques encore plus avancées réalisées sans fibre dédiée », a déclaré Jordan Thomas, titulaire d’un doctorat. candidat et auteur principal de l’étude. Bien que cette expérience ait servi principalement de preuve de concept, les innovations futures pourraient conduire à des applications pratiques de communication quantique.
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Les prochaines étapes pour l’équipe comprennent l’extension de la plage expérimentale et l’utilisation de plusieurs paires de photons intriqués, une approche appelée échange d’intrication. Cette technique peut améliorer les capacités des réseaux quantiques tout en conservant les avantages des infrastructures existantes. Leurs ambitions s’étendent aux tests avec des câbles optiques au niveau du sol, soulignant la faisabilité de ces technologies quantiques dans des scénarios réels.
Un aspect notable de ce progrès est sa réflexion potentielle sur les mesures de sécurité dans les communications, offrant une méthode de transmission de données imperméable à l’interception. Kumar souligné une considération essentielle : « Si nous choisissons correctement les longueurs d’onde, nous n’aurons pas besoin de construire une nouvelle infrastructure. Les communications classiques et les communications quantiques peuvent coexister.
Cette réalisation, bien qu’importante, nécessite encore des recherches et des perfectionnements supplémentaires avant de pouvoir se traduire par des applications pratiques. À mesure que les technologies quantiques continuent d’évoluer, les implications de ces travaux pourraient redéfinir le paysage des communications sécurisées. L’étude a mis en lumière la viabilité actuelle de la fusion des communications quantiques et classiques dans les cadres déjà en place.
Crédit image en vedette : Comparez Fibre/Unsplash
