Des scientifiques de l’Université Griffith, de l’Université du Queensland, de l’Université de la Nouvelle-Galles du Sud et de l’Institut national des normes et de la technologie des États-Unis ont mis en évidence les problèmes liés à la perte inhérente qui se produit dans toutes les formes de canaux de communication (par exemple, Internet ou le téléphone) et ont découvert un mécanisme qui peut réduire cette perte.
Slussarenko et al. démontrent la tâche principale d’un relais quantique en distribuant des informations quantiques sur un canal affecté par des pertes. Crédit d’image : Armée américaine.
“Sergei Slussarenko, chercheur au Centre for Quantum Dynamics et au Centre for Quantum Computation and Communication Technology de l’Université Griffith.
“Cette étude est la première à démontrer une méthode de réduction des erreurs qui a amélioré les performances d’un canal”.
“Tout d’abord, nous avons examiné les données brutes transmises par notre canal et nous avons pu constater un meilleur signal avec notre méthode, que sans elle”, a-t-il ajouté.
“Dans notre expérience, nous avons d’abord envoyé un photon à travers la perte – ce photon ne transporte aucune information utile, donc le perdre n’était pas un gros problème.”
“Nous avons ensuite pu corriger les effets de la perte via un dispositif appelé amplificateur linéaire sans bruit. Il peut récupérer l’état quantique perdu, mais il ne réussit pas toujours ; parfois il échoue.”
“Cependant, une fois que la récupération réussit, nous utilisons alors un autre protocole purement quantique – appelé téléportation d’état quantique – pour téléporter l’information que nous voulions transmettre dans la porteuse maintenant corrigée, en évitant toute perte sur le canal.”
Les technologies quantiques promettent des changements révolutionnaires dans notre société basée sur l’information, une communication quantique développe des méthodes telles que celle démontrée dans cette étude pour transmettre des données de manière extrêmement sécurisée et sûre, de sorte qu’il est impossible d’y accéder par un tiers.
“Le cryptage quantique à courte distance est déjà utilisé commercialement, mais si nous voulons mettre en œuvre un réseau quantique mondial, la perte de photons devient un problème car elle est inévitable”, a déclaré le Dr Slussarenko.
“Notre travail met en œuvre un relais quantique, un ingrédient clé de ce réseau de communication longue distance.”
“Le théorème de non-clonage interdit de faire des copies de données quantiques inconnues, donc si un photon porteur d’informations est perdu, les informations qu’il transportait sont perdues à jamais.”
“Un canal de communication quantique longue distance fonctionnel a besoin d’un mécanisme pour réduire cette perte d’information, ce qui est exactement ce que nous avons fait dans notre expérience.”
“La prochaine étape de cette étude serait de réduire les erreurs à un niveau où l’équipe pourrait mettre en œuvre une cryptographie quantique à longue distance, et de tester la méthode en utilisant une infrastructure optique réelle, comme celles utilisées pour l’Internet par fibre.”
La recherche est décrite dans un article publié dans le journal Nature Communications.
