Une nouvelle expérience record nous rapproche de l’internet quantique

Une Nouvelle Expérience Record Nous Rapproche De L'internet Quantique

Il a été mené par une équipe de recherche allemande qui a piégé pour la première fois deux mémoires quantiques sur un réseau de fibre optique de 33 km.

Une nouvelle experience record nous rapproche de linternet quantique

Une connexion Internet sécurisée, dans laquelle la transmission des données est parfaitement protégée contre les tentatives de piratage, pourrait devenir une réalité à l’aide d’un phénomène de mécanique quantique appelé enchevêtrement (entrelacement), qui caractérise les états quantiques de systèmes physiques (microscopiques) en interaction les uns avec les autres.

En un mot, le concept de enchevêtrement repose sur l’hypothèse que les états quantiques de deux particules microscopiques A et B (mais aussi des groupes de particules au sein de systèmes macroscopiques) initialement en interaction peuvent être liés (précisément « entrelacés ») de telle sorte que la modification de la particule d’état quantique A a instantanément un effet sur l’état quantique de la particule B, quelle que soit la distance qui sépare les deux particules.

Pouvoir exploiter cette « interaction » permettrait de transmettre des informations sur de longues distances, d’une manière qui rend l’interception impossible, comme l’explique une équipe de recherche dirigée par les professeurs Harald Weinfurter de l’Université Ludwig Maximilian de Munich et Christoph Becher de l’Université de Sarre Sarrebruck, en Allemagne, a réussi pour la première fois à coupler deux atomes de rubidium sur une connexion à fibre optique de 33 kilomètres de long, soit la plus longue distance sur laquelle leenchevêtrement via une fibre de télécommunication.

L’étape décisive, indique l’équipe de recherche, a été «le décalage de la longueur d’onde des particules lumineuses émises vers une valeur utilisée pour les télécommunications conventionnelles« . De cette façon, il était possible « réduire considérablement la perte de photons et créer des mémoires quantiques intriquées même sur de longues distances de câble à fibre optiquedit Weinfurter.

Pour leur expérience, décrite dans une étude publiée dans La nature, les chercheurs ont utilisé un système composé de deux atomes de rubidium piégés optiquement dans deux laboratoires du campus de l’Université Ludwig Maximilian. Ces deux emplacements sont reliés par un câble à fibre optique de 700 mètres de long, qui passe sous la place Geschwister Scholl, devant le bâtiment principal de l’Université, auquel des fibres supplémentaires sur bobines ont été ajoutées pour obtenir un réseau qui mesurait 33 kilomètres de long. longueur.

Pour exciter les deux atomes, les chercheurs ont utilisé une impulsion laser, faisant émettre un photon à chaque particule de rubidium. « En raison de la conservation du moment cinétique, le spin de l’atome est étroitement lié à la polarisation de son photon émis – indiquent les érudits dans une note -. Ces particules légères peuvent ensuite être utilisées pour créer un couplage mécanique quantique des deux atomes« .

Le schéma de l'expérience / Nature

Le schéma de l’expérience / La nature

Pour ce faire, les scientifiques ont envoyé ces particules lumineuses à travers le câble à fibre optique jusqu’à une station de réception, où une mesure conjointe des photons a indiqué l’intrication des mémoires quantiques. « L’expérience est une étape importante sur la voie de l’internet quantique basé sur l’infrastructure de fibre optique existanteAjout du professeur Weinfurter.

Cependant, ont souligné les scientifiques, la plupart des mémoires quantiques émettent de la lumière avec des longueurs d’onde dans la gamme visible ou proche infrarouge. « Dans les fibres optiques, ces photons atteignent quelques kilomètres avant d’être perdus – Le professeur Becher a précisé que, pour cette raison, avec ses collègues, il a optimisé la longueur d’onde des photons pour leur voyage dans le câble, en l’augmentant de 780 nanomètres à 1 517 nanomètres, ce qui la rend approximativement égale à la longueur d’onde des télécommunications ( 1 550 nanomètres), qui est la plage de fréquence idéale pour transmettre la lumière le long des fibres optiques.

Ciò ha permesso ai fotoni di sopravvivere al loro viaggio da record lungo il cavo, e poiché ogni fotone era già intrecciato con l’atomo di rubidio da cui era stato emesso, questo processo ha determinato l’aggrovigliamento dei due atomi l’uno con l ‘Autre. Une fois entrelacés, les deux atomes ont le potentiel d’agir comme des nœuds de « mémoire quantique » au sein d’un réseau de communication plus large. Le fait que cela ait été réalisé en utilisant des câbles à fibres optiques augmente la possibilité de créer un réseau quantique en utilisant les infrastructures de télécommunications existantes.