La voie express pour le trafic de données quantiques

Conception d’artiste d’un protocole de correction d’erreurs : les photons affectés par l’environnement sont fixés puis utilisés pour transporter les données qui y sont téléportées. Crédit : Maria Slussarenko

La téléportation est peut-être un concept habituellement réservé à la science-fiction, mais des chercheurs ont démontré qu’elle peut être utilisée pour éviter la perte de canaux de communication au niveau quantique.

L’équipe, comprenant des chercheurs du Center for Quantum Dynamics de l’Université Griffith, a mis en évidence les problèmes liés à la perte inhérente qui se produisent dans toutes les formes de communication (par exemple, Internet ou le téléphone) et a découvert un mécanisme qui peut réduire cette perte.

Professeur Geoff Pryde, Dr. Dr Sergei Slussarenko, Dr. Sacha Kocsis et Dr. Morgan Weston, ainsi que des chercheurs de l’Université du Queensland et de l’Institut national des normes et de la technologie, affirment que cette découverte est une étape importante vers la mise en œuvre de “l’Internet quantique”, qui apportera des capacités sans précédent non accessibles avec le Web d’aujourd’hui.

Dr. Slussarenko a déclaré que cette étude était la première à démontrer une méthode de réduction des erreurs qui améliorait les performances d’un canal.

“Nous avons d’abord examiné les données brutes transmises via notre canal et avons pu voir un meilleur signal avec notre méthode que sans”, a-t-il déclaré.

“Dans notre expérience, nous avons d’abord envoyé un photon à travers la perte – ce photon ne transporte aucune information utile, donc le perdre n’était pas un gros problème.

“Nous pourrions alors corriger les effets de perte via un dispositif appelé amplificateur linéaire sans bruit développé à Griffith et à l’Université du Queensland.

“Il peut récupérer l’état quantique perdu, mais il ne peut pas toujours réussir ; parfois il échoue.

“Cependant, une fois la récupération réussie, nous utilisons ensuite un autre protocole purement quantique – appelé téléportation à l’état quantique – pour téléporter les informations que nous voulions transmettre dans la porteuse maintenant corrigée, évitant ainsi toute perte sur le canal.”

Les technologies quantiques promettent des changements révolutionnaires dans notre société basée sur l’information, une communication quantique développe des méthodes telles que celle démontrée dans cette étude pour transmettre des données de manière extrêmement sécurisée et sûre, de sorte qu’il est impossible d’y accéder par un tiers.

“Le chiffrement quantique à courte distance est déjà utilisé commercialement, mais si nous voulons mettre en place un réseau quantique mondial, la perte de photons devient un problème car elle est inévitable”, a déclaré le Dr. dit Slussarenko.

“Notre travail met en œuvre un relais dit quantique, un ingrédient clé de ce réseau de communication longue distance.

“Le théorème de non-clonage interdit de faire des copies de données quantiques inconnues, donc si un photon qui transporte des informations est perdu, les informations qu’il transportait sont perdues pour toujours.

“Un canal de communication quantique longue distance fonctionnel a besoin d’un mécanisme pour réduire cette perte d’informations, ce qui est exactement ce que nous avons fait dans notre expérience.”

Dr. Slussarenko a déclaré que la prochaine étape de cette étude serait de réduire les erreurs à un niveau où l’équipe pourrait mettre en œuvre la cryptographie quantique longue distance et tester la méthode en utilisant une infrastructure optique réelle, comme celles utilisées pour l’Internet basé sur la fibre.

L’étude, “Quantum channel correction outperforming direct transmission”, a été publiée dans Communication Nature.


“L’action fantasmagorique à distance” quantique devient pratique


Plus d’information:
Sergei Slussarenko et al, La correction de canal quantique surpasse la transmission directe, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038 / s41467-022-29376-4

Fourni par l’Université Griffith

Devis: Téléportation quantique : la voie express pour le trafic de données quantiques (12 avril 2022) récupéré le 12 avril 2022 sur https://phys.org/news/2022-04-quantum-teleportation-lane-traffic.html

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