Une liaison quantique a été établie entre deux drones en mouvement

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| Hua-Ying Liu et al. 2021

Au cours des dernières années, les technologies à l’appui des futurs réseaux quantiques ont fait d’importants progrès techniques. Des photons ont pu être intriqués sur plusieurs centaines de kilomètres, tandis que des liaisons photoniques intriquées stables et à haute fidélité ont pu être établies sur plus de 40 km. Ces avancées marquent des jalons importants vers l’avènement de l’Internet quantique. Et récemment, des chercheurs ont franchi une nouvelle étape en parvenant pour la première fois à établir une liaison de photons intriqués entre deux drones en mouvement. 

Des photons intriqués ont été envoyés entre deux drones volant à un kilomètre l’un de l’autre, démontrant la faisabilité d’une technologie qui pourrait former, dans le futur, les éléments constitutifs d’un Internet quantique. Les réseaux quantiques sont beaucoup plus sécurisés que l’Internet classique existant, car toute tentative d’écoute modifie l’état des photons, alertant le destinataire d’un acte malveillant.

Des photons intriqués entre deux drones en mouvement

Des photons intriqués ont déjà été transportés sur plus de 1000 kilomètres lors de tests entre un satellite et des stations au sol, mais Zhenda Xie de l’Université de Nanjing en Chine et ses collègues ont montré que les liaisons peuvent être établies sur des distances plus courtes avec du matériel relativement peu coûteux. C’est également la première fois que l’intrication de photons est transmise d’un dispositif en mouvement à un autre.

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Schéma du dispositif expérimental utilisé. Une liaison Internet quantique sécurisée est établie entre Alice et Bob, relayée par deux drones. © Hua-Ying Liu et al. 2021

Un laser à bord de l’un des drones de 35 kilogrammes a créé une paire de photons intriqués en séparant un photon unique avec un cristal. Un photon a été envoyé directement à une station au sol et l’autre à un deuxième drone à un kilomètre de distance via un drone relais. Les dispositifs motorisés de chaque drone se déplaçaient pour s’assurer que les récepteurs et les émetteurs étaient toujours alignés, et que les photons étaient focalisés et dirigés à travers le drone relais par un court morceau de câble à fibre optique.

Vers la réalisation d’un Internet quantique

L’état de chaque photon a été mesuré à la station au sol et les résultats ont prouvé que les photons restaient intriqués. Xie espère que des connexions de plus de 300 kilomètres pourront être réalisées par des drones plus avancés à haute altitude, sans l’influence de distorsion de la pollution et des conditions météorologiques, et que des drones plus petits et plus rentables pourraient être produits pour les connexions locales, peut-être même pour les véhicules en mouvement. Tous ces appareils pourraient être reliés à des satellites pour une transmission mondiale.

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Des drones et des satellites pourraient être utilisés afin d’établir un Internet quantique local et mondial. © Hua-Ying Liu et al. 2021

Cette réalisation marque une étape importante vers un Internet quantique, déclare Siddarth Joshi de l’Université de Bristol, au Royaume-Uni. Il convient que les drones pourraient devenir la dernière chaîne de liens d’une partie du monde à une autre, par exemple de votre station relais locale à votre domicile ou votre véhicule. « Vous conduisez dans votre voiture et vous voulez maintenir des communications quantiques sécurisées, donc vous avez ces drones qui volent derrière vous », ajoute-t-il.

Myungshik Kim, de l’Imperial College de Londres, estime que l’ingénierie d’optiques aussi complexes dans des drones en mouvement, d’autant plus que de petites différences de rotation peuvent rendre extrêmement difficile le maintien des connexions quantiques, représente une forte avancée technique.

Sources : Physical Review Letters

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