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Des chercheurs chinois sont parvenus à envoyer des photons enchevêtrés entre deux drones volant à un kilomètre l’un de l’autre. Une avancée pavant la voie à la mise en place d’un réseau internet quantique. Explications.

Des photons enchevêtrés entre deux drones en mouvement

Lorsqu’une paire de photons est enchevêtrée, il est possible de déterminer instantanément l’état de l’un en mesurant l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare. Ce phénomène, qualifié « d’action effrayante à distance » par Albert Einstein, se trouve à la base du cryptage quantique, utilisant des particules enchevêtrées afin de garantir le secret des communications. Toute tentative de piratage entraînant une modification de l’état des photons repérables par le destinataire, les réseaux quantiques se révèleraient beaucoup plus sûrs que l’internet actuel.

Alors que des photons enchevêtrés avaient précédemment été transportés sur plus de 1 000 kilomètres entre un satellite et des stations terrestres, Zhenda Xie et ses collègues de l’université de Nanjing ont montré que des liaisons pouvaient être établies sur des distances plus courtes avec du matériel relativement peu onéreux. Il s’agit également de la première démonstration de transmission de photons enchevêtrés d’un appareil en mouvement à un autre.

Dans le cadre de ces travaux, récemment présentés dans la revue Physical Review Letters, un laser embarqué par un des drones de 35 kilos a créé une paire de photons enchevêtrés en séparant un photon unique à l’aide d‘un cristal. Le premier a été envoyé directement à une station au sol et le deuxième à un second appareil situé à un kilomètre de distance via un drone relais.

Des dispositifs motorisés sur chaque engin se déplaçaient pour assurer que les récepteurs et les émetteurs soient toujours alignés, et les photons étaient focalisés et dirigés à travers le drone relais grâce à un court morceau de câble en fibre optique. L’état de chaque photon a été mesuré à la station au sol et les résultats ont montré qu’ils restaient enchevêtrés.

« Cette étape importante nous rapproche d’un internet quantique »

Xie espère que des connexions de plus de 300 kilomètres pourront prochainement être réalisées par des drones plus avancés à haute altitude, sans l’influence perturbatrice de la pollution et des conditions météorologiques, et que des engins plus petits et donc plus rentables pourront être produits pour les connexions locales, peut-être même pour les véhicules en mouvement. Selon l’équipe, ces dispositifs pourraient être reliés à des satellites pour une transmission mondiale.

« Cette étape importante nous rapproche d’un internet quantique », a estimé Siddarth Joshi de l’université de Bristol. « Les drones pourraient devenir les ultimes maillons reliant une partie du monde à une autre, en jouant le rôle d’intermédiaires entre votre station de relais locale et votre domicile ou votre véhicule, qu’ils suivraient afin de maintenir des connexions quantiques sécurisées. »

« D’infimes différences de rotation pouvant rendre le maintien des connexions quantiques extrêmement difficile, la mise au point d’optiques aussi complexes pour les drones en mouvement représente une avancée technique importante », souligne de son côté Myungshik Kim, de l’Imperial College de Londres.

Il y a quelques semaines, des chercheurs de la NASA s’étaient de leur côté illustrés en réalisant la première téléportation quantique longue distance.

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