Téléportation quantique : une première mondiale à 270 mètres entre deux bâtiments de Rome

Pour la première fois, une équipe internationale de physiciens a réussi à téléporter l’état quantique d’un photon entre deux points distincts séparés de 270 mètres, en extérieur. Selon Futura Sciences, cette expérience, menée sur le campus de l’université Sapienza de Rome, marque une étape majeure vers le développement d’un futur Internet quantique.

Contrairement aux idées reçues, il ne s’agit pas d’un transfert de matière, mais bien d’une transmission instantanée des propriétés quantiques d’une particule à une autre. Les chercheurs ont utilisé le phénomène d’intrication quantique pour transférer l’état de polarisation d’un photon, sans que celui-ci ne se déplace physiquement. Une avancée technique publiée dans la revue Nature Communications, qui ouvre la voie à des réseaux de communication bien plus sécurisés et performants.

Une expérience qui dépasse les limites des laboratoires

Jusqu’à présent, les expériences de téléportation quantique reposaient sur des photons issus d’une même source, ce qui limitait considérablement leur applicabilité. Comme le rapporte Futura Sciences, l’équipe internationale a cette fois utilisé deux « quantum dots » – des points quantiques semi-conducteurs capables d’émettre des photons un par un, presque à la demande. Une approche innovante qui rend la téléportation quantique bien plus réaliste pour des applications concrètes.

L’expérience s’est déroulée sur un réseau hybride, mêlant fibre optique et transmission en plein air. Le photon final a ainsi parcouru 270 mètres entre deux bâtiments du campus romain, dans des conditions bien moins contrôlées qu’en laboratoire. « En extérieur, la chaleur, les vibrations, les turbulences de l’air ou les variations de lumière peuvent perturber le faisceau », rappelle l’article. Pour stabiliser l’ensemble, les chercheurs ont eu recours à une synchronisation GPS, des détecteurs ultrarapides de photons uniques et des systèmes de correction en temps réel.

L’intrication quantique, clé de la téléportation

Au cœur de cette expérience se trouve l’intrication quantique, un phénomène que le physicien français Alain Aspect – lauréat du prix Nobel de physique en 2022 pour ses travaux sur le sujet – a contribué à valider expérimentalement. Deux particules intriquées, même séparées par des distances considérables, partagent un lien quantique qui leur permet de réagir instantanément l’une à l’autre. « Ce lien ne permet pas d’envoyer un message plus vite que la lumière, mais il offre une manière nouvelle de faire circuler de l’information quantique », explique Futura Sciences.

« Avec cette expérience, on démontre que les sources de lumière quantique basées sur des points quantiques semi-conducteurs pourraient devenir une technologie centrale pour les futurs réseaux de communication quantique. »

Contrairement aux réseaux classiques, où l’information est transmise via des bits (0 ou 1), la téléportation quantique utilise des « qubits », qui peuvent exister dans plusieurs états simultanément. Cette propriété, appelée superposition quantique, confère aux futurs réseaux quantiques une puissance de calcul et une sécurité inégalées. Selon les auteurs de l’étude, la fidélité de 82 % obtenue lors de cette expérience est largement suffisante pour envisager des applications pratiques, même si elle reste perfectible.

Vers un Internet quantique opérationnel

Cette avancée technologique intervient alors que plusieurs acteurs publics et privés accélèrent leurs recherches sur les réseaux quantiques. En France, le CEA et des start-up comme Quandela misent sur l’informatique et les communications photoniques pour concrétiser la « seconde révolution quantique ». D’autres pays, comme la Chine ou les États-Unis, investissent massivement dans ces technologies, perçues comme stratégiques pour la cybersécurité et le calcul haute performance.

Pour les chercheurs romains, cette expérience prouve que des relais quantiques évolutifs, capables de transmettre l’état quantique sans le détruire, sont désormais envisageables. « Cela représente une étape cruciale vers la mise en œuvre concrète d’un Internet quantique », soulignent-ils. À plus long terme, cette technologie pourrait révolutionner des secteurs aussi variés que la finance, la santé ou la défense, en garantissant des communications inviolables.

Réactions et perspectives du secteur

Alain Aspect, interrogé par Futura Sciences dans le cadre de ses travaux sur l’intrication quantique, a salué cette expérience comme une « validation supplémentaire des principes quantiques ». « Ces résultats montrent que nous sommes sur la bonne voie pour des applications pratiques, même si beaucoup de travail reste à faire », a-t-il déclaré. De son côté, le CNRS a indiqué suivre de près ces avancées, sans encore annoncer de partenariat spécifique avec l’équipe romaine.

Côté industriel, des acteurs comme IBM ou Google ont déjà présenté des prototypes d’ordinateurs quantiques, mais la mise en place d’un réseau quantique global nécessitera des investissements colossaux. En Europe, la Commission européenne a lancé en 2018 un projet phare doté de 1 milliard d’euros sur dix ans pour accélérer le développement des technologies quantiques. Une enveloppe qui pourrait être complétée par des financements nationaux, comme ceux annoncés par la France dans le cadre de son plan quantique.