Une équipe néerlandaise de l’université de Delft a trouvé le chaînon manquant entre Homo sapiens et Homo… quanticus, son successeur hyperconnecté. Pour la première fois, des chercheurs ont fabriqué un maillon d’un futur réseau de communication, 100 % sûr (en théorie). Il est dit « quantique » par référence à la théorie qui décrit le monde de la matière et dont les propriétés maîtrisées promettent des applications nouvelles dans le calcul, la simulation ou la communication. Les scientifiques ont déployé toute la palette des outils de la mécanique quantique : qubit, intrication, téléportation, mémoire, spin et diamants colorés… « C’est impressionnant un tel contrôle », salue Florian Kaiser, de l’université de Stuttgart (Allemagne), relecteur de l’article décrivant la prouesse dans Nature daté du 25 mai.
Le résultat est bluffant. Prenons Bob et Alice, personnages canoniques et fictifs des démonstrations en cryptographie. Désormais, ils peuvent communiquer, sur une distance de 30 mètres (en laboratoire), sans aucun fil ni fibre, et sans que personne ne puisse intercepter le signal, qui est en fait littéralement téléporté de l’un à l’autre.
Comment ? Les chercheurs utilisent la propriété quantique dite « d’intrication », mise en évidence dans les années 1980, qui permet de fabriquer une paire de grains de lumière, dont les deux éléments, appelés qubits, ont des destins irrémédiablement liés : toucher à l’un modifie instantanément l’autre d’une façon non aléatoire.
Intrication en plusieurs temps
Mais comment « intriquer » les deux protagonistes, Alice et Bob ? Un troisième larron, Charlie, est nécessaire. Selon le principe que l’ami de mon ami est aussi mon ami, Alice s’intrique avec Charlie, qui s’intrique avec Bob. Ceci fait, Alice et Bob, en possédant chacun un élément d’une paire intriquée, deviennent aussi liés.
« Petit » détail : pour que Charlie se lie ainsi à ses deux « amis », il doit aussi posséder une mémoire quantique afin d’attendre que les processus d’intrication entre lui et Alice, puis entre lui et Bob, soient réalisés (l’amitié quantique n’est pas instantanée et simple à faire…). Autre détail, les informations sont traitées et stockées dans des diamants artificiels ; l’amitié n’a pas de prix.
Le « téléporteur » est prêt. Bob, qui au passage a besoin aussi d’une mémoire quantique, pour lui laisser le temps de préparer et d’expédier son message, envoie un à un les bits d’information en les mélangeant au canal invisible qui le lie à Alice. Le tour est joué même si, dans l’affaire, Bob a perdu ce qu’il a téléporté à Alice, et que chaque envoi doit attendre qu’une nouvelle intrication se fasse. « La téléportation consomme de l’intrication, qui est son carburant, résume Ronald Hanson, responsable du projet à Delft. Pour chaque qubit à téléporter, il faut avoir intriqué deux fois des qubits. »
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