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Téléportation quantique entre deux puces informatiques

Téléportation quantique entre deux puces informatiques

«Si vous croyez comprendre la mécanique quantique, c’est que vous ne la comprenez pas» annonçait le prix Nobel de physique Richard Feynman à ses élèves. Nous voici prévenus. Vous allez me demander, mais qu’est-ce qu’un billet sur la mécanique quantique vient faire au coeur des infras ? De la mécanique quantique à l’informatique quantique, il n’y a qu’un pas, du moins un saut. Un saut quantique, si le terme n’était pas déjà utilisé pour décrire le saut effectué par un électron sur une orbite voisine. Ici nous parlerons donc ni plus ni moins de téléportation quantique. Ôtez-vous tout de suite le téléporteur de Star Trek ou de Stargate de la tête. Il s’agit d’échelle subatomique, de photon, de l’infiniment petit.

 

Téléportation et intrication quantique

La téléportation quantique utilise le phénomène d’intrication (liaison) quantique pour téléporter une particule, la faisant disparaître de son point de départ et réapparaître instantanément au point d’arrivée. L’intrication quantique ou enchevêtrement quantique est au cœur de tous les efforts actuels dans le domaine quantique. De la cryptographie à l’ordinateur quantique, ses applications vont bouleverser notre futur. Les États investissent des milliards dans ce secteur, avec en-tête, la Chine et les États-Unis se lançant dans une nouvelle course, dont la presse se fait l’écho.

Tout s’accélère ces derniers mois, avec l’annonce – très contestée – de la suprématie quantique atteinte en septembre dernier par des chercheurs de Google. Les scientifiques ont réussi à créer un processeur capable de réaliser un calcul en 200 secondes contre 10.000 ans pour un supercalculateur actuel. Cette fin d’année nous réserve également une autre surprise, celle de la téléportation quantique réalisée entre deux puces informatiques distinctes.

La nouvelle nous vient du sud-ouest de Birmingham, de chercheurs de l’Université de Bristol travaillant en étroite collaboration avec l’Université technique du Danemark. Les chercheurs sont parvenus à envoyer instantanément des informations d’une puce informatique à l’autre, sans que ces dernières ne soient physiquement connectées. Ils ont réalisé la première téléportation quantique sur des puces séparées, en intriquant (enchevêtrant) deux photons. Les données ont été transférées avec une fidélité de 91%.

 

Un débat entamé dans les années 1930…

Autre point soulevé par cette expérience, celle de la vitesse de la lumière.

L’intrication pourraient se produire plus rapidement que la lumière, car les changements d’état entre deux particules intriquées se produisent instantanément, quelle que soit la distance entre les particules. En 1935, Einstein avait tenté de réfuter la théorie quantique avec une expérience théorique qu’il avait nommé « les actions fantômes à distance ». Einstein démontra également que la vitesse de la lumière dans le vide était identique dans tous les référentiels, faisant de celle-ci une constante universelle.

60 ans plus tard, un physicien allemand Günter Nimtz avait semé le doute dans la communauté scientifique en effectuant une expérience d’effet tunnel quantique aux laboratoires de Hewlett-Packard, transportant la symphonie n° 40 de Mozart via une onde porteuse, à 4,7 fois la vitesse de la lumière. L’expérience a été contestée, l’instantanéité n’étant qu’un processus mathématique ne pouvant être assimilé à une vitesse…. Affaire à suivre donc.

 

Pourquoi cette annonce est-elle si importante ?

La téléportation quantique existe entre différentes parties d’une même puce informatique, et depuis quelques temps sur des distances beaucoup plus longues. Le record actuel est de 1400kms, détenu par le satellite chinois Micius. Mais la téléportation entre deux puces différentes reste à ce jour une percée majeure pour l’informatique quantique.

Les scientifiques ont démontré pour la première fois un lien d’intrication de haute qualité entre des photons situés sur différentes puces, « permettant d’ouvrir la porte à une communication quantique entièrement compatible CMOS et basée sur des puces et réseaux de traitement de l’information. »

Les chercheurs jettent ainsi les bases d’une technologie quantique photonique intégrée à grande échelle pour les communications et les calculs, ouvrant la porte aux ordinateurs quantiques, voir même… à un Internet quantique !

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