Une particule a été “téléportée” depuis la Terre jusqu’à un satellite situé à 500 kilomètres d’altitude, grâce à l’intrication quantique. Une première.
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Oui, vous avez correctement lu ce titre, et non nous n’exagérons pas : le phénomène de la téléportation existe bel et bien, mais pas comme on l’imagine dans Star Trek. Au niveau subatomique, depuis plusieurs années déjà, des tests de téléportation ont été couronnés de succès, sur des distances de plus en plus grandes. Ces systèmes sont aujourd’hui utilisés dans un bon nombre de laboratoires de recherche en optique.
Aujourd’hui, cependant, le MIT Technology Review rapporte de nouveaux résultats particulièrement bluffants, annoncés le 10 juin dernier : une équipe de chercheurs chinois est parvenue à téléporter un photon, la particule élémentaire qui transmet (entre autres) la lumière, depuis la Terre jusqu’à un satellite situé en orbite basse, à 500 kilomètres d’altitude. Une première technologique qui augure d’immenses avancées dans le secteur des télécommunications.
Voilà comment le système fonctionne : l’an dernier, la Chine a mis sur orbite un satellite d’un genre particulier, appelé Micius, conçu comme un récepteur de photons extrêmement sensible. Si sensible, en fait, qu’il est capable de détecter les variations d’état quantique de ces photons – des réactions qui interviennent en dehors de la physique relative traditionnelle et se moquent éperdument de ses lois. En physique quantique, une particule peut être dans plusieurs états à la fois tant qu’elle n’est pas observée : un photon peut ainsi être une particule et une onde. Ce principe de superposition est d’ailleurs la base des ordinateurs quantiques. Le 15 juin dernier, le satellite chinois transmettait la toute première communication sécurisée par chiffrement quantique, une autre technique basée sur la superposition des états. Le principe est simple. Dès que quelqu’un veut intercepter la communication, l’état des particules change et le message est détruit. Mais la propriété la plus cool de la physique quantique, c’est probablement la possibilité de se téléporter.
“L’effrayante action à distance” d’Einstein
La physique quantique est vraiment un drôle de monde, capable d’inverser les relations de cause à effet ou de briser certaines lois pourtant fondamentales de la physique qui nous gouverne à l’échelle macroscopique. Dans ce monde absurde et déroutant, deux objets quantiques qui se forment au même instant et au même endroit de l’espace vont partager leur existence (en termes techniques, on dira qu’ils partagent la même fonction d’onde). Mais la gémellité quantique va un peu plus loin que celle que nous connaissons : lorsque ces deux objets sont séparés, une action sur l’un engendrera immédiatement la réaction sur les deux, et ce peu importe la distance qui les sépare. Le principe s’appelle “intrication quantique” et fit tellement flipper Einstein lorsqu’il en eut vent qu’il le décrivait comme “l’effrayante action à distance”. Il y a de quoi : en théorie, une telle propriété pourrait briser le seuil de la vitesse de la lumière et foutre en l’air ses travaux sur la relativité, même s’il est impossible de le prouver et que le lien quantique entre deux particules est très, très fragile.
Si la découverte n’est pas nouvelle, c’est seulement dans les années 1990, avec l’explosion des télécoms, que les chercheurs se sont rendus compte que le système serait très efficace pour transmettre des informations (si tant est que l’on puisse le maîtriser). L’idée est de “télécharger” l’info contenue dans un photon et de l’envoyer à l’autre par lien quantique. En vertu de l’intrication, le second photon devient le premier, ou du moins un doublon parfait, information incluse. Une véritable utopie… sauf qu’une vingtaine d’années plus tard, la téléportation quantique est une opération relativement standard dans les labos d’optique.
Mais les équipes chinoises ont frappé très fort : avec l’envoi du message en orbite, le record de distance d’une communication quantique a été explosé. Même s’il a fallu créer des millions de couples de photons sur 32 jours d’expérience pour 911 résultats positifs, et qu’il va falloir attendre un peu avant de s’envoyer des fichiers gigantesques en un clignement d’œil, la technologie est bien réelle, et la Chine en est de loin la meilleure spécialiste. Pas impossible, désormais, d’imaginer un Internet quantique dans les années à venir, qui ferait passer la fibre optique pour un modem 56k.
Si vous voulez en savoir davantage sur la technologie qui a permis cette prouesse, nous vous recommandons la vidéo ci-dessous.
