[actus_l] Transmission quantique sur 144 km de distance

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  Transmission quantique sur 144 km de distance

CYRILLE VANLERBERGHE.
 Publié le 05 juin 2007
Actualisé le 05 juin 2007 : 07h56

*Une équipe internationale a réussi l'émission d'une information 
inviolable entre deux îles des Canaries. Une première qui ouvre la voie 
à des télécommunications quantiques par satellite.*

 
UNE ÉQUIPE internationale de physiciens a réussi à transmettre une 
information quantique sur 144 km, la distance qui sépare les îles de La 
Palma et Tenerife aux Canaries. Ce nouveau record ouvre la voie à des 
utilisations à très grandes distances de la cryptographie quantique, une 
technique de codage inviolable qui permet d'émettre une information en 
ayant la certitude absolue qu'elle n'a pas été interceptée. Cette 
sécurité absolue intéresse évidemment les militaires, mais de nombreuses 
équipes concurrentes dans le monde es­saient de faire sortir cette 
technique des laboratoires et de résoudre certaines difficultés, 
notamment celles liées aux longues distances.
 
D'une manière encore plus exotique, ce record ouvre la voie à des 
expériences de téléportation quantique à très longue portée. /« La 
distance franchie par l'ex­périence aux Canaries était une barrière 
critiqu/e, explique Frédéric Grosshans, physicien au Laboratoire de 
photonique quantique et moléculaire de l'ENS Cachan. /C'est la distance 
d'atmosphère qu'il faut être capable de traverser pour envisager des 
communications jusqu'à des satellites, ce qui est indispensable pour 
développer des télécommunications quantiques au niveau global. »/
 
Le précédent record d'une telle transmission par voie aérienne était de 
13 km, par une équipe chinoise en 2003. Le nouveau tour de force, publié 
en ligne le 3 juin dans /Nature Physics/, est avant tout expérimental. 
L'équipe internationale menée par Anton Zeilinger de l'université de 
Vienne (Autriche) a réussi à combiner des techniques de pointe en 
optique, en informatique et même en astronomie, pour réussir à envoyer 
un seul photon, un grain élémentaire de lumière, sur une distance de 
144 km et, surtout, le récupérer à l'arrivée avec un télescope pour 
l'analyser en fin de chaîne.
 
Dans ce dispositif, les chercheurs utilisent une des propriétés les plus 
surprenantes de la mécanique quantique : les particules intriquées. Les 
physiciens arrivent à produire des paires de particules, ici des 
photons, qui sont mystérieusement reliées entre elles quel que soit leur 
degré d'éloignement. Le lien est tellement fort que quand l'état de 
l'une des particules est modifié, celui de sa jumelle l'est aussi, et 
cela instantanément. D'où l'idée de certaines expériences de téléportation.
 
*Paire de photons*
 
Dans le cas présent, cette propriété des photons intriqués permet de 
savoir si le signal a été intercepté. /« Si un espion cherche à mesurer 
l'état du photon lors de sa transmission, on s'aperçoit tout de suite 
que le photon reçu à l'arrivée n'est pas dans le même état que celui de 
la paire qui est resté près de l'émetteur/, explique Rupert Ursin, 
physicien à l'université de Vienne et premier auteur de l'étude.
 
Le premier site d'expérience est à l'observatoire de Roque de los 
Muchachos, à presque 2 400 m d'altitude sur l'île de La Palma. C'est là 
que sont générées des paires de photons jumeaux. L'un d'eux est conservé 
et analysé sur place, alors que l'autre est envoyé vers le télescope OGS 
(optical ground station) de l'Agence spatiale européenne (ESA), situé 
aussi à 2 400 m, mais à l'observatoire de Teide sur l'île de Tenerife. 
Ce télescope sert habituellement aux communications expérimentales par 
laser avec le satellite Artemis.
 
À cause des pertes dues à l'at­mosphère turbulente, et des perturbations 
du bruit de fond (comme la lumière des étoiles), sur un millier de 
photons envoyés, un seul est reçu et analysé correctement par le 
dispositif. Ces pertes réduisent grandement le débit d'information qui 
est aujourd'hui possible avec cette expérience. C'est une des pistes 
d'améliorations sur lesquelles travaillent un grand nombre de 
chercheurs. L'ESA finance une partie de ces recherches pour étudier la 
faisabilité d'un réseau de satellites dédiés aux télécommunications 
quantiques. Une expérience spatiale de ce type pourrait rejoindre la 
station internationale ISS en 2012.





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