Le premier satellite quantique au monde établit un record de distance pour la physique de l’intrication quantique

Des chercheurs chinois ont réussi à distribuer par satellite des paires de photons intriqués à deux endroits séparés par 1 203 km sur Terre, grâce à deux liaisons descendantes satellite-sol dont la longueur totale varie de 1 600 à 2 400 km.

Yin et al ont réalisé la distribution par satellite de paires de photons intriqués sur une distance de 747 miles. Crédit image : Armée américaine.

La distribution de l’intrication quantique, en particulier sur de grandes distances, a des implications importantes pour la téléportation quantique et les réseaux de communication.

Pourtant, les efforts visant à enchevêtrer des particules quantiques, c’est-à-dire à les “relier” entre elles sur de longues distances, ont été limités à 100 km ou moins, principalement parce que l’enchevêtrement se perd lors de leur transmission le long de fibres optiques ou dans un espace ouvert sur terre.

Une façon de surmonter ce problème consiste à diviser la ligne de transmission en segments plus petits et à échanger, purifier et stocker de façon répétée les informations quantiques le long de la fibre optique.

Une autre approche pour réaliser des réseaux quantiques à l’échelle mondiale consiste à utiliser des lasers et des technologies satellitaires.

En utilisant le satellite spatial quantique chinois Micius, lancé l’année dernière et équipé d’une charge utile optique quantique spécialisée, les chercheurs démontrent ce dernier exploit.

Micius a été utilisé pour communiquer avec trois stations terrestres en Chine (Delingha à Qinghai ; Nanshan à Urumqi, Xinjiang ; et l’Observatoire Gaomeigu à Lijiang, Yunnan), chacune étant distante de 747,5 miles.

La séparation entre le satellite et ces stations au sol varie de 310 à 1 243 miles (500-2 000 km).

Un faisceau laser sur Micius a été soumis à un diviseur de faisceau, qui a donné au faisceau deux états polarisés distincts.

L’un des faisceaux divisés était utilisé pour la transmission de photons intriqués, tandis que l’autre était utilisé pour la réception de photons.

De cette façon, les photons enchevêtrés ont été reçus dans les stations terrestres séparées.

“En développant une source spatiale ultra lumineuse d’intrication à deux photons et une technologie d’acquisition, de pointage et de suivi de haute précision, nous avons établi l’intrication entre deux photons uniques séparés par 747,5 miles, avec un taux moyen de comptage de deux photons de 1,1 Hz et une fidélité d’état de 0,869”, ont déclaré les scientifiques.

“En utilisant les photons enchevêtrés distribués, nous avons réalisé le test de Bell avec une séparation spatiale et sans les failles de la localité et de la liberté de choix.”

Les résultats ont été publiés dans l’édition du 16 juin 2017 de la revue. Science.