Une avancée révolutionnaire dans la technologie de l'internet quantique a été réalisée par une équipe de recherche internationale dirigée par QuTech, marquant un tournant décisif entre les expériences en laboratoire et les applications concrètes. Le 1er novembre 2024, l'équipe a annoncé une connexion quantique réussie entre des processeurs situés à 25 kilomètres l'un de l'autre dans les villes néerlandaises de Delft et de La Haye.
Cette réalisation, détaillée dans le journal Science Advances, a impliqué le développement de nœuds de travail totalement indépendants intégrés à l'infrastructure existante de l'internet à fibre optique. Ronald Hanson, le leader du groupe, a déclaré : "La distance à laquelle nous créons l'intrication quantique dans ce projet, sur 25 km de fibre souterraine déployée, est un record pour les processeurs quantiques. C'est la première fois que de tels processeurs quantiques dans différentes villes sont liés ensemble."
Les implications d'un internet quantique fonctionnel sont vastes. Il permet la transmission d'informations quantiques (qubits), qui peuvent exister dans des superpositions de 0 et 1 simultanément, et peuvent être intriqués, permettant des corrélations instantanées indépendamment de la distance. De telles capacités promettent des avancées révolutionnaires dans la communication et le calcul, y compris des clés de cryptage sécurisées pour des échanges de données financières et médicales en toute sécurité, ainsi que le potentiel de connecter des ordinateurs quantiques distants pour améliorer la puissance de traitement tout en garantissant la confidentialité des utilisateurs.
Le passage des environnements de laboratoire à la communication quantique urbaine a posé de nombreux défis. L'équipe a conçu un système flexible permettant aux nœuds de fonctionner indépendamment sur de longues distances, atténuant les impacts de la perte de photons sur la vitesse de connexion et garantissant une confirmation fiable chaque fois que des connexions intriquées étaient établies avec succès. Le co-auteur Arian Stolk a expliqué : "La connexion devait rester stable dans la longueur d'onde des photons (moins d'un micromètre) sur 25 kilomètres de fibre. Cette tâche peut être comparée au maintien d'une distance constante entre la Terre et la Lune avec une précision de quelques millimètres seulement."
En utilisant un protocole efficace en photons, les chercheurs ont atteint une stabilisation précise de la connexion en fibre optique. Ils ont démontré avec succès l'intrication entre deux nœuds du réseau quantique contenant des qubits de spin en diamant, établissant un état intriqué prédéterminé entre les nœuds.
L'expérience approfondie de l'équipe et la collaboration avec diverses organisations, dont Fraunhofer ILT, OPNT, Element Six, Toptica et le fournisseur de télécommunications néerlandais KPN, ont contribué au succès du projet. L'architecture et les méthodes développées sont applicables à d'autres plateformes de qubits, ouvrant la voie à des qubits de prochaine génération évolutifs.