Les scientifiques du monde entier travaillent à de nouvelles méthodes pour réaliser un Internet inviolable, un Internet basé sur l'intrication quantique – une connexion mécanique quantique invisible – en tant que liens de mise en réseau. Le plus grand défi est la mise à l'échelle de grands réseaux qui partagent des liens enchevêtrés avec de nombreuses particules et nœuds de réseau. Des chercheurs de Delft et d'Oxford ont maintenant réussi à distiller un lien intriqué fort en combinant plusieurs liens quantiques plus faibles en un seul. Cette méthode est essentielle pour réaliser un réseau quantique fiable entre plusieurs nœuds quantiques. Ce nouvel ouvrage innovant a été publié dans Science magazine.

Internet effrayant

La communication sécurisée est l'un des plus grands défis numériques d'aujourd'hui. Il y a un effort scientifique mondial vers de nouvelles méthodes pour réaliser un Internet vraiment sûr basé sur les lois de la mécanique quantique. Avec de tels réseaux, l'écoute secrète est fondamentalement impossible. Cependant, réaliser des liens forts dans un réseau quantique, basé sur le principe puissant mais fragile de l'intrication quantique, est un grand défi scientifique.

"Les particules enchevêtrées se comportent comme une seule, indépendant de la distance. Toute observation de ces électrons intriqués donne lieu à des informations corrélées, " explique le professeur Ronald Hanson. Mesurer une particule influence donc instantanément l'autre, même quand ils sont à des années-lumière l'un de l'autre. Albert Einstein ne croyait pas qu'une telle connexion puisse exister, mais une expérience soigneusement conçue par le groupe du professeur Hanson à Delft en 2015 a atteint la presse mondiale pour montrer que c'est vraiment le cas. Ils ont réussi à relever ce défi de longue date en enchevêtrant des informations quantiques sur des distances de plus d'un kilomètre via des particules lumineuses. Les scientifiques travaillent maintenant sur des technologies révolutionnaires basées sur l'enchevêtrement. Des connexions fortes via l'intrication quantique peuvent être la base du partage d'informations. « Les informations existent aux deux endroits et il n'est pas nécessaire que des informations sensibles circulent entre les deux, " Hanson précise, "nous attendons de futurs réseaux fondamentalement sûrs basés sur l'enchevêtrement entre les nœuds quantiques :un Internet quantique." La puissance de l'intrication quantique est qu'elle est invisible pour les tiers :l'information est impossible à espionner.

Distillation par enchevêtrement

Le groupe de recherche de Ronald Hanson à QuTech est réputé pour avoir réalisé des liens de réseautage basés sur l'intrication quantique. Ils s'appuient maintenant sur ce travail pour construire le premier Internet quantique. Ronald Hanson :« Nous faisons maintenant un pas en avant important. Alors que nous avons d'abord réalisé des informations intriquées entre deux électrons dans des diamants, nous utilisons maintenant également l'un des spins nucléaires présents dans chaque diamant pour stocker temporairement les informations intriquées. » Avec les informations stockées en toute sécurité, le scientifique peut à nouveau emmêler les électrons. Hanson : « Maintenant, nous avons deux liens d'intrication. En les combinant de manière intelligente, nous parvenons à générer un lien fortement intriqué en utilisant deux liens intriqués plus faibles, tout comme distiller du whisky à partir d'ingrédients à faible teneur en alcool." En principe, ce processus de distillation par enchevêtrement peut être répété encore et encore, jusqu'à ce qu'un enchevêtrement de haute qualité soit obtenu."

Extension des possibilités

La méthode démontrée est une étape importante vers l'internet quantique. Norbert Kalb, l'un des principaux auteurs de l'article :« Pour réaliser un tel réseau, nous avons besoin de tous les ingrédients de l'internet actuel :une mémoire, un processeur et des liens réseau. Maintenant, nous avons démontré que les spins nucléaires peuvent être utilisés comme des mémoires qui ne sont pas perturbées par l'intrication régénérante entre les spins des électrons, les processeurs, " dit Kalb.

Dans cette parution, Hanson et son équipe ont montré que l'intrication peut être stockée dans les spins nucléaires tout en régénérant l'intrication entre les spins électroniques. Hanson explique les possibilités futures :« Nous pourrions maintenant enchevêtrer des électrons dans des nœuds quantiques supplémentaires de manière à pouvoir étendre le nombre de liens de réseautage vers un premier réseau quantique réel. Scientifiquement, un tout nouveau monde s'ouvre." Cette distillation d'intrication est essentielle pour le futur internet quantique, ce qui nécessite plusieurs liens réseau de haute qualité. Hanson pense que l'avenir est à portée de main :« Dans cinq ans, nous connecterons quatre villes néerlandaises dans un réseau quantique rudimentaire. »