Il y a un quart de siècle, des physiciens théoriciens de l’Université d’Innsbruck ont fait la première proposition sur la façon de transmettre des informations quantiques by using des répéteurs quantiques sur de longues distances, ce qui ouvrirait la porte à la design d’un réseau mondial d’informations quantiques. Aujourd’hui, une nouvelle génération de chercheurs d’Innsbruck a construit un nœud répéteur quantique pour la longueur d’onde typical des réseaux de télécommunication et a transmis des informations quantiques sur des dizaines de kilomètres.
Les réseaux quantiques connectent des processeurs quantiques ou des capteurs quantiques entre eux. Cela permet une interaction étanche et des réseaux de capteurs distribués hautes performances. Entre les nœuds du réseau, les informations quantiques sont échangées par des photons qui voyagent à travers des guides d’ondes optiques. Sur de longues distances, cependant, la probabilité de perte de photons augmente considérablement. Comme les informations quantiques ne peuvent pas simplement être copiées et amplifiées, il y a 25 ans, Hans Briegel, Wolfgang Dür, Ignacio Cirac et Peter Zoller, alors tous à l’Université d’Innsbruck, ont fourni les strategies d’un répéteur quantique. Ceux-ci comportent des sources d’enchevêtrement lumière-matière et des mémoires pour créer un enchevêtrement dans des liens de réseau indépendants qui sont connectés entre eux par un soi-disant échange d’enchevêtrement pour finalement répartir l’enchevêtrement sur de longues distances.
Même transmission sur 800 kilomètres possible
Les physiciens quantiques dirigés par Ben Lanyon du Département de physique expérimentale de l’Université d’Innsbruck ont maintenant réussi à construire les get-togethers centrales d’un répéteur quantique – un nœud de réseau entièrement fonctionnel constitué de deux systèmes à matière unique permettant la création d’intrication avec un photon au niveau fréquence conventional du réseau de télécommunications et des opérations d’échange d’intrications. Le nœud répéteur se compose de deux ions calcium capturés dans un piège à ions à l’intérieur d’un résonateur optique ainsi que d’une conversion de photon distinctive à la longueur d’onde des télécommunications. Les scientifiques ont ainsi démontré le transfert d’informations quantiques sur une fibre optique longue de 50 kilomètres, le répéteur quantique étant placé exactement à mi-chemin entre le point de départ et le position remaining. Les chercheurs ont également pu calculer quelles améliorations de cette conception seraient nécessaires pour rendre doable une transmission sur 800 kilomètres qui permettrait de relier Innsbruck à Vienne.
Les résultats actuels ont été publiés dans Actual physical Evaluation Letters. Le financement de la recherche a été assuré par un prix Start off du Fonds scientifique autrichien FWF, de l’Académie autrichienne des sciences et de l’Union européenne, entre autres. L’équipe de Lanyon fait partie de la Quantum Net Alliance, un projet intercontinental dans le cadre du EU Quantum Flagship.
