Des scientifiques chinois ont réussi à transférer des informations entre des particules enchevêtrées, à travers l’eau de mer. Il s’agit de la toute première fois que ce type de communication quantique a été réalisée sous l’eau.
Lors de cette expérience, les informations ont été envoyées à travers un réservoir d’eau de mer faisant 3,3 mètres de long, mais les chercheurs estiment pouvoir utiliser cette même technique pour effectuer des communications littéralement impossibles à pirater jusqu’à une distance d’environ 900 mètres, à travers des eaux libres. « Les gens ont déjà parlé de l’idée de la communication quantique sous-marine auparavant, mais je ne connais personne qui ait effectué une telle expérience », a déclaré Thomas Jennewein, de l’Université de Waterloo, au Canada. « Une application évidente serait un sous-marin qui aurait le besoin de rester submergé, mais qui souhaiterait communiquer de manière sécurisée ».
Il faut savoir que la communication quantique, également connue sous le nom de téléportation quantique, promet de permettre d’envoyer des messages protégés par le biais des lois de la physique quantique, soit par un cryptage ultime. Ce processus se base sur l’idée de l’enchevêtrement quantique : ce phénomène dans lequel deux particules (ou groupes de particules) ont des états quantiques dépendant l’un de l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare.
L’intrication quantique a donc des applications potentielles dans les domaines de l’information quantique (tels que la cryptographie quantique, la téléportation quantique ou, de manière plus appliquée et générale, dans les ordinateurs quantiques).
Grâce à ce mécanisme, les scientifiques ont déjà « téléporté » des informations sur de grandes distances à travers de la fibre optique et même à travers des espaces ouverts. Plus tôt cette année, une autre équipe de chercheurs chinois avait réussi à utiliser l’enchevêtrement quantique pour téléporter des informations vers un satellite situé en orbite terrestre, sur plus de 500 kilomètres de distance.
Mais jusqu’à présent, personne n’avait effectué une telle expérience sous l’eau (l’eau étant connue pour disperser et absorber tout ce que nous essayons de diffuser à travers cette dernière – il suffit d’imaginer un pointeur laser éclairant un point distant à l’air libre, puis d’imaginer la même expérience sous l’eau. Le résultat est bien différent.
Pour cette expérience, des chercheurs de l’Université Shanghai Jiao Tong en Chine, ont pris de l’eau de mer de la mer Jaune et l’ont introduite dans un réservoir de 3,3 mètres de long, situé dans leur laboratoire. Les scientifiques ont ensuite créé une paire de photons enchevêtrés en projetant un faisceau laser à travers un cristal. Quelle que soit la polarisation de l’un des photons, sa paire aura automatiquement la polarisation opposée.
Ces particules ont été placées aux extrémités opposées du réservoir, et l’équipe a démontré que, bien qu’elles soient séparées par quelques mètres d’eau de mer, celles-ci parviennent tout de même à communiquer entre elles avec précision, dans plus de 98% des cas. « Nos résultats confirment la faisabilité d’un canal quantique d’eau de mer, représentant la première étape vers une communication quantique sous-marine », ont expliqué les chercheurs dans leur étude.
À présent, d’autres équipes indépendantes devront reproduire l’expérience afin de comparer les résultats. Ensuite, il sera intéressant de voir s’il est effectivement possible de faire fonctionner ce processus de téléportation quantique sur de plus grandes distances à travers l’eau.
L’équipe, se basant sur ses calculs, prédit qu’il serait possible d’obtenir une communication quantique via de l’eau libre (non contenue dans un réservoir) sur une distance d’environ 885 mètres, à l’aide de photons. Pourtant, d’autres groupes de scientifiques auraient, quant à eux, calculé que la limite de téléportation quantique sous-marine serait de seulement 120 mètres : « Comme l’eau de l’océan absorbe la lumière, l’extension de cette distance est difficile », assure Jeffrey Uhlmann, physicien à l’Université du Missouri, aux États-Unis.
Bien que nous ayons encore à patienter avant de savoir quelle sera l’étendue de la distance possible pour une communication quantique sous-marine, nous savons à présent que c’est bel et bien réalisable !
