Intrication quantique : des informations téléportées entre deux puces informatiques pour la première fois

Des scientifiques de l’université de Bristol et de l’université technique du Danemark ont réalisé pour la première fois une téléportation quantique entre deux processeurs informatiques.

L’équipe a réussi à envoyer instantanément des informations d’une puce à l’autre sans qu’elles soient physiquement ou électroniquement connectées, un exploit qui ouvre la porte aux ordinateurs quantiques et à l’Internet quantique.

Ce type de téléportation est rendu possible par un phénomène appelé intrication quantique, où deux particules sont intriquées/ enchevêtrées l’une avec l’autre au point de pouvoir ”communiquer” sur de longues distances. La modification des propriétés d’une particule entraîne instantanément celle de l’autre, quel que soit l’espace qui les sépare. En substance, l’information est téléportée entre elles. Effectivement, c’est très étrange et même si les chercheurs utilisent ce phénomène pour améliorer notre technologie, ils essayent encore d’expliquer le pourquoi du phénomène.

Hypothétiquement, il n’y a pas de limite à la distance sur laquelle la téléportation quantique peut opérer et cela soulève des implications étranges qui ont même intrigué Einstein lui-même. Selon notre compréhension actuelle de la physique, rien ne peut aller plus vite que la vitesse de la lumière, et pourtant, avec la téléportation quantique, l’information semble dépasser cette limite de vitesse. Einstein l’a surnommée “l’effrayante action à distance“.

L’exploitation de ce phénomène pourrait clairement être bénéfique, et la nouvelle étude contribue à le rapprocher de la réalité. L’équipe a généré des paires de photons intriqués sur des puces, puis a effectué une mesure quantique de l’une d’entre elles. Cette observation change l’état du photon, et ces changements sont ensuite instantanément appliqués au photon partenaire dans l’autre puce.

Selon Dan Llewellyn, coauteur de l’étude :

Nous avons pu démontrer en laboratoire un lien d’intrication de haute qualité entre deux puces, où les photons sur l’une ou l’autre des puces partagent un seul état quantique. Chaque puce a ensuite été entièrement programmée pour effectuer une série de démonstrations qui utilisent l’intrication. La démonstration phare fut une expérience de téléportation sur deux puces, où l’état quantique individuel d’une particule est transmis entre les deux puces après qu’une mesure quantique ait été effectuée. Cette mesure utilise le comportement étrange de la physique quantique, qui simultanément efface le lien d’enchevêtrement et transfère l’état de la particule à une autre particule déjà sur la puce réceptrice.

L’équipe a signalé un taux de réussite de 91 % pour la téléportation et a réussi à exécuter d’autres fonctions qui seront importantes pour l’informatique quantique. Cela comprend l’échange d’intrication (où des états peuvent être passés entre des particules qui n’ont jamais interagi directement par l’intermédiaire d’un médiateur), et l’intrication de jusqu’à quatre photons ensemble.

L’information a déjà été téléportée sur des distances beaucoup plus grandes,d’abord à travers une pièce, puis à 25 km, puis à 100 km et finalement à plus de 1 200 km par satellite. Cela déjà été réalisé entre différentes parties d’une même puce d’ordinateur, mais la téléportation entre deux puces différentes est une percée majeure pour l’informatique quantique.

L’étude publiée dans Nature Physics : Chip-to-chip quantum teleportation and multi-photon entanglement in silicon et présentée sur le site de l’Université de Bristol : First chip-to-chip quantum teleportation harnessing silicon photonic chip fabrication.

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