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Les expériences 'Qutrit' montrent les progrès de la téléportation quantique

Les expériences 'Qutrit' montrent les progrès de la téléportation quantique

Le terme `` téléportation quantique '' pourrait évoquer des membres d'équipage spatial projetés dans l'espace dans Star Trek. Bien que la réalité ne soit pas aussi impressionnante, la nature mystérieuse de la mécanique quantique en fait toujours un sujet indéniablement fascinant.

Cette semaine, de nouvelles découvertes ont été publiées: pour la toute première fois, des chercheurs ont téléporté un qutrit, une unité d'information quantique qui existe sous la forme trois états quantiques orthogonaux.

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Expériences de téléportation Qutrit

Comme le rapporte Scientific American, les résultats indépendants de deux équipes ont détaillé des progrès importants dans le domaine de la téléportation quantique.

La téléportation quantique a longtemps été limitée aux qubits. Il s'agit de l'unité d'information quantique équivalente à un «bit» en informatique classique.

Grâce à des expériences de preuve de concept, il a été montré que les qutrits, qui peuvent transporter plus d'informations que les qubits, peuvent être intriqués et pourraient éventuellement être utilisés dans les réseaux quantiques du futur.

Dirigée par le physicien Guang-Can Guo, une équipe de chercheurs de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) a mené ses recherches et rapporté les résultats dans un article de pré-impression le 28 avril. Leurs travaux n'ont pas encore été publiés dans un peer - journal révisé.

Peu de temps après, le 24 juin, une autre équipe, dirigée par Anton Zeilinger de l'Académie autrichienne des sciences et Jian-Wei Pan de l'USTC, a présenté ses résultats dans un article de pré-impression qui sera publié dansLettres d'examen physique.

«Chacune de ces [expériences] est une avancée importante dans la technologie de la téléportation», a déclaré à Scientific American William Wootters, un physicien du Williams College qui n'était pas impliqué dans les études.

Intrication quantique: création d'un mot de passe non piratable

L'intrication quantique est si étrange qu'Albert Einstein l'a une fois décrite comme «une action effrayante à distance».

Il décrit une relation entre les propriétés fondamentales - telles que l'élan, la position ou la polarisation - de particules séparées qui ne peuvent pas s'être produites par hasard.

Le fait que les actions effectuées sur une particule affectent sa particule intriquée «jumelle» - même à distance - permet à ces particules d'être utilisées dans le calcul quantique.

Les scientifiques ont capturé la toute première image d'un phénomène décrit par Albert Einstein comme "une action effrayante à distance". La photo montre une forme forte d'intrication quantique, où deux particules interagissent et partagent des états physiques pendant un instant. @BBCNewshttps: //t.co/qP3aeo0Q5gpic.twitter.com/UtxGCzG8jG

- L'Institut SETI (@SETIInstitute) 13 juillet 2019

De nombreuses recherches, par exemple, portent sur l'utilité de l'intrication dans la cybersécurité.

En 2017, Pan, Zeilinger et leur équipe ont utilisé le satellite chinois Micius pour réaliser une expérience. Deux photons - chacun agissant comme un qubit - ont été zappés à Vienne et en Chine. Les chercheurs de chaque site ont réussi à compiler un mot de passe non piratable, qu'ils ont utilisé pour passer un appel vidéo sécurisé. Comme la falsification d'un photon affecte l'autre, toute écoute indiscrète est immédiatement détectable grâce à l'intrication. C'est le principe fondamental de la cryptographie quantique.

Des recherches ont également été menées sur la mécanique quantique à d'autres fins, comme la technologie des batteries. En théorie, les propriétés d'enchevêtrement devraient permettre à une batterie de se charger instantanément.

Prouver l'intrication de Qutrit

Les deux équipes expérimentales de Qutrit ont dû confirmer l'intrication afin de valider leur recherche. La détermination de l'intrication est essentielle en mécanique quantique - elle permet l'extraction d'informations à partir des particules et prouve la fidélité à laquelle l'information est transmise.

Les équipes ont utilisé des systèmes optiques soigneusement assemblés de lasers, de séparateurs de faisceaux et de cristaux de borate de baryum pour mener à bien leurs expériences.

Afin de prouver l'intrication, Guo et ses collègues ont pris plus de dix mesures de l'état de Bell - un autre terme pour enchevêtrement - de leurs particules. C'est plus que ce que l'équipe de Zeilinger a réalisé.

La rivalité entre les deux équipes semble être cordiale, selon Scientific American. Bien que les deux groupes de chercheurs affirment être arrivés en premier, les deux groupes conviennent qu'ils ont chacun téléporté un qutrit.

Où ensuite? Dans un proche avenir, les deux équipes ont pour objectif de commencer à expérimenter sur la téléportation des ququarts, des unités à quatre niveaux ou même plus.


Voir la vidéo: Une histoire de lintrication quantique (Novembre 2021).