Des chercheurs de l'Université Northwestern ont réalisé une avancée majeure dans les communications quantiques en protégeant avec succès des particules de lumière individuelles, qui transportent des informations quantiques, contre le trafic Internet traditionnel. Ce travail révolutionnaire remet en question les croyances selon lesquelles les communications quantiques nécessitent une infrastructure séparée.
Traditionnellement, les experts pensaient que la nature fragile des signaux quantiques les rendrait vulnérables à l'interférence du trafic lourd des données Internet conventionnelles. Le chercheur principal Prem Kumar a déclaré : « C'est incroyablement excitant car personne ne pensait que c'était possible. » La recherche démontre que les signaux quantiques et classiques peuvent coexister sur les mêmes câbles en fibre optique, ouvrant la voie à l'avancement des réseaux quantiques.
L'équipe a identifié des « voies » de lumière moins encombrées et a mis en œuvre des filtres spécialisés pour protéger les signaux quantiques du bruit. Kumar a expliqué : « Nous avons découvert que nous pouvions effectuer des communications quantiques sans interférence des canaux classiques présents simultanément. » Cette approche innovante leur a permis de réaliser une téléportation quantique sur une distance de 30,2 kilomètres (19 miles) tout en transmettant simultanément des données Internet conventionnelles à 400 gigabits par seconde.
L'expérience impliquait trois participants : Alice (l'émetteur), Bob (le récepteur) et Charlie (l'intermédiaire). Alice a préparé les états quantiques pour la transmission, tandis que Bob a généré des paires de photons intriqués. Grâce à un processus de mesure spécial, les informations ont été efficacement « téléportées » d'Alice à Bob, démontrant une téléportation quantique de haute qualité même en présence de signaux classiques 150 fois plus forts que ceux requis pour une communication sans erreur.
Publiée dans la revue Optica, cette recherche offre des promesses pour des applications améliorées par la quantum dans la cryptographie, les technologies de détection et l'informatique quantique en réseau. L'intégration potentielle des réseaux quantiques avec l'infrastructure Internet existante pourrait considérablement améliorer la praticité et l'évolutivité de ces applications. Les projets futurs incluent l'extension des expériences sur de plus longues distances et le test de méthodes dans des câbles optiques souterrains réels, une étape cruciale vers la faisabilité des communications quantiques pour les réseaux mondiaux.