La téléportation quantique peut être utilisée pour éviter la perte des canaux de communication, selon les chercheurs

Des scientifiques de l’Université Griffith, de l’Université du Queensland, de l’Université de 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 communication (par exemple, Internet ou téléphone) et ont découvert un mécanisme qui peut réduire cette perte.

Slussarenko et al† démontrer la tâche principale d’un relais quantique dans la distribution d’informations quantiques sur un canal affecté par la perte. Crédit image : armée américaine.

« Cette découverte est une étape importante vers la mise en œuvre de « l’Internet quantique », qui apportera des capacités sans précédent non accessibles avec le Web d’aujourd’hui », a déclaré le Dr. Sergei Slussarenko, chercheur au Center for Quantum Dynamics et au Center for Quantum Computation and Communication Technology de l’Université Griffith.

“Cette étude est la première à démontrer une méthode de réduction des erreurs qui améliore les performances d’un canal.”

“Tout d’abord, nous avons examiné les données brutes transmises via notre canal et avons pu voir un meilleur signal avec notre méthode que sans”, 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 pourrions alors corriger les effets de perte via un dispositif appelé amplificateur linéaire sans bruit. Il peut récupérer l’état quantique perdu, mais il ne peut pas toujours réussir ; parfois ça échoue. »

“Cependant, une fois la récupération réussie, nous utilisons ensuite un autre protocole purement quantique – appelé téléportation à l’état quantique – pour téléporter les informations que nous voulions transmettre dans la porteuse maintenant corrigée, évitant ainsi 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 chiffrement 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. dit Slussarenko.

“Notre travail met en œuvre un relais dit 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 qui transporte des informations est perdu, les informations qu’il transportait sont perdues pour toujours.”

“Un canal de communication quantique longue distance fonctionnel a besoin d’un mécanisme pour réduire cette perte d’informations, 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 la cryptographie quantique longue distance et 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 la revue Communication Nature

S. Slussarenko et al† 2022. La correction de canal quantique surpasse la transmission directe. Nat Commun 13, 1832; doi : 10.1038/s41467-022-29376-4

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