Expérience réussie aux Canaries - Un pas vers la téléportation ?

Paris — Une communication quantique a été réalisée entre les îles Canaries de La Palma et Tenerife, soit sur une distance de 144 km, plus de dix fois plus que le précédent record de 13 km pour une transmission par voie aérienne, selon une étude publiée hier dans la revue Nature physics.

Cette expérience est, selon les chercheurs, une «étape essentielle vers de futures communications quantiques par des satellites», et présente un intérêt «considérable» pour la cryptographie et la téléportation quantiques.

Elle s'appuie sur une des propriétés surprenantes de la matière à l'échelle microscopique, celle de la physique quantique: des particules se trouvant dans un état «intriqué», formant une sorte de paire inséparable, se comportent comme si elles restaient unies par un lien mystérieux même lorsque chaque particule «jumelle» se trouve à une grande distance de l'autre.

Toute action sur l'une influe immédiatement sur l'autre. Formant un seul système, même si elles sont séparées de plusieurs milliers de kilomètres, elles semblent se défier de la vitesse limite de la lumière (300 000 km/s), la communication entre elles étant instantanée.

Albert Einstein avait mis en doute ce phénomène qu'il décrivait comme une «action surnaturelle à distance», suspectant, ainsi que deux autres physiciens, l'existence d'entités cachées permettant d'expliquer cette liaison entre particules. Leur argumentation, publiée en 1935, est connue sous le nom de paradoxe EPR (Einstein, Podolsky, Rosen). En 1982, le physicien français Alain Aspect et son équipe à l'Université d'Orsay, près de Paris, ont réussi les premiers à démontrer qu'Einstein avait tort.

L'expérience de communication quantique, à travers l'atmosphère, entre les îles Canaries que viennent de réaliser Ursula Gerber (Université de Vienne) et ses collègues a porté sur des photons (particules élémentaires de la lumière) se trouvant dans un état «intriqué» ou «enchevêtré» portant sur leur polarisation.

Des paires de photons, ayant cette propriété quantique, ont été générées à Roque de los Muchachos, à 2392 mètres d'altitude, sur l'île de La Palma. L'un des photons de chaque paire était conservé pour comparaison à La Palma, tandis que son «jumeau» était envoyé seul à travers l'atmosphère vers un miroir d'un télescope de la station OGS (Optical Ground Station) de l'Agence spatiale européenne, située à 2410 mètres d'altitude sur l'île de Tenerife.

L'état «intriqué» des paires de particules a été préservé malgré le contact avec les molécules d'air des photons ayant voyagé sur 144 km. Cette expérience a permis de générer une clé cryptographique quantique entre La Palma et Tenerife, dans le cadre d'une transmission sans fil.