Le monde au niveau quantique, c’est-à-dire à l’échelle des particules plus petites que l’atome, est très étrange. Il est possible, par exemple, d’avoir deux particules qui sont «intriqués» – ce qui signifie qu’ils fonctionnent comme si elles étaient connectés, même si elles se trouvent à plusieurs kilomètres de distance. Une nouvelle recherche co-écrite par Francesco Marsili, ingénieur au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, utilise ce phénomène dans une avancée technologique publiée dans la revue Nature Photonics. Les chercheurs ont réussi à téléporter des informations sur l’état quantique d’un photon, une particule de lumière, sur une distance de plus de 25 kilomètres de fibre optique à un autre photon captif dans un cristal, établissant un nouveau record de distance parcourue. Le précédent record dans la fibre optique était de 6 km. Ce phénomène complexe est appelé «téléportation quantique.» Cette performance pourrait avoir des implications pour la cryptographie, qui consiste à transmettre de l’information en toute sécurité, y compris les communications entre la Terre et des vaisseaux spatiaux. L’utilisation de cet effet dans les communications pourrait aider à construire un réseau de communication sécurisé, c’est-à-dire, des canaux de communication qui ne peuvent être piratés.» 
Cette image montre des cristaux utilisés pour stocker des photons intriqués, qui se comportent comme s’ils faisaient partie d’un même ensemble. Les scientifiques ont utilisé ces cristaux dans leur processus de téléportation de l’état d’un photon à travers plus de 25 kilomètres de fibre optique. L’explication sur le fonctionnement de la téléportation quantique est complexe mais une analogie et l’image ci-dessous pourront vous permettre de mieux comprendre le principe. Disons qu’il y a deux personnes, Alice et Bob. Alice veut que le photon de Bob soit dans le même «état» que son propre photon, que nous appellerons le photon P. Pour aider la cause de cette analogie, prétendons que l’«état» des photons correspond à une couleur. Ainsi, le photon est P jaune. Une troisième personne nommée Charlie envoie deux photons intriqués (dans le même « état » de couleur), un photon A à Alice et un photon B à Bob, qui se comportent comme s’ils faisaient partie d’un même ensemble. Ces deux photons sont disons bleus. Dans un système intriqué, chaque partie est reliée à l’autre d’une manière fondamentale, de sorte que toute action effectuée sur une partie du système intriqué a un effet sur l’ensemble du système. Les 2 photons d’Alice, le P, qui est jaune, et le A, qui est bleu, entrent en collision. Bien que P et A soient détruits dans l’accident, la couleur jaune du P est préservée. Comme les photons A et B (de Bob) sont intriqués, la couleur jaune est «téléportée» à B. Mais afin convertir le photon B à la couleur jaune, comme l’était le photon P à l’origine, Alice doit transmettre à Bob l’information – par exemple, en envoyant des impulsions de lumière dans une fibre optique. Bob ne sait pas que son photon est changé en jaune sans ces informations supplémentaires. La téléportation quantique ne signifie pas que quelqu’un peut être transporté de New York à San Francisco instantanément, mais ça tient de la science-fiction lorsque l'» état» d’une particule détruite à un endroit (photon P), peut être transmise à un autre système à distance (photon B ) sans que les deux particules ne soient jamais entrer en interaction. Les chercheurs ont donc établi le record de distance de 25 km entre «Alice» et «Bob» grâce aux détecteurs ultrasensibles développés au JPL-NIST. «Atteindre cette distance ne aurait pas été possible sans les détecteurs JPL NIST», a déclaré Félix Bussières à l’Université de Genève, Suisse, qui est l’auteur principal de l’étude. La téléportation quantique peut être utilisée pour rendre les systèmes, tels que les comptes bancaires, mieux sécurisés sur de longues distances. C’est aussi important de prévenir les attaques sur les canaux de communication dans l’espace. «Si vous êtes en communication avec des astronautes sur Mars, vous ne voulez pas que des pirates informatiques puissent briser la chaîne cryptée et leur transmettre de fausses informations», a déclaré Marsili.
Qu’est-ce que la téléportation quantique?
