Téléportation quantique enfin réussie avec des "lumières séparées" — Une avancée de l'équipe allemande dans le développement des répéteurs quantiques

La téléportation quantique réussit même avec des "sources lumineuses séparées" —— Un pas de plus vers l'Internet quantique

Le 18 novembre 2025, une équipe de recherche de l'Université de Stuttgart en Allemagne et d'autres institutions a annoncé avoir réalisé la téléportation quantique entre des photons émis par deux points quantiques semi-conducteurs situés à des endroits éloignés. L'article a été publié dans la revue Nature Communications et représente une avancée majeure vers la réalisation des répéteurs quantiques, considérés comme le "cœur" de l'Internet quantique.Phys.org

Dans ce qui suit, nous allons expliquer ce que signifie cette réalisation, en l'illustrant de manière simplifiée et en intégrant les réactions possibles sur les réseaux sociaux.

Pourquoi est-ce si impressionnant ? En un mot…

• Jusqu'à présent :La téléportation était possible avec de la lumière émise par le même appareil au même endroit

• Cette fois-ci :Entre la lumière émise par deux points quantiques éloignés,

  • Ils ont réussi à "transférer l'état de cette lumière à l'autre lumière" = téléportation quantique

  • De plus, ils ont effectué cette opération après avoir converti la fréquence dans la bande de longueur d'onde des télécommunications, pratique pour l'infrastructure de communication

Cela ouvre la possibilité de construire des "répéteurs quantiques reliant des nœuds éloignés" sur une base semi-conductrice.Phys.org

L'Internet quotidien est en réalité assez vulnérable

L'article original souligne (de manière assez directe) la fragilité de l'Internet actuel.Phys.org

• Les comptes bancaires et les identités peuvent être volés par piratage

• Les attaques de phishing deviennent de plus en plus sophistiquées grâce à l'IA

• Les méthodes de cryptage elles-mêmes pourraient être brisées par les futurs ordinateurs quantiques

Dans ce contexte, les attentes envers la cryptographie quantique et la communication quantique augmentent.

En utilisant les propriétés quantiques,

• "Toute tentative d'espionnage laisse nécessairement des traces"

• "La copie parfaite est interdite (loi de non-clonage quantique)"

Ces caractéristiques permettent de réaliser des communications hautement résistantes à l'écoute.

Les obstacles de l'Internet quantique et des répéteurs quantiques

Pour créer un Internet quantique réaliste, il est presque indispensable de pouvoir utiliser l'infrastructure actuelle de fibres optiques.Phys.org

• Internet classique :

  • Le signal lumineux s'affaiblit progressivement, donc **il est amplifié tous les 50 km environ** pour maintenir le volume

• Internet quantique :

  • L'état quantique ne peut pas être copié, donc il ne peut pas être "amplifié" de la même manière

C'est là qu'interviennent les **répéteurs quantiques**.

• Ce ne sont pas de simples "amplificateurs",

• mais des dispositifs qui "téléportent l'information quantique à un autre photon au nœud intermédiaire, comme un relais de bâton"

Cette réalisation représente une percée dans la partie la plus difficile de la "passation de relais" nécessaire pour réaliser ces répéteurs quantiques.Phys.org

Illustration simplifiée de l'expérience

1. Deux points quantiques sont situés à des endroits différents

• Point quantique :

  • Une structure semblable à un "atome artificiel" dans un semi-conducteur de taille nanométrique

  • En raison de son énergie définie, il peut devenir une source lumineuse qui émet des photons "uniformes" sous certaines conditionsPhys.org+1

Dans cette expérience,

• QD1 : Source de photons uniques (émet un seul photon)

• QD2 : Source émettant des paires de photons intriqués

ont été utilisées respectivement.Nature

2. Encoder l'information "à téléporter" sur le premier photon

• Le photon émis par QD1 est encodé avec des informations quantiques sous forme de polarisation (horizontale/verticale ou superposition)

• C'est le "photon portant l'information à téléporter".Nature

3. Les deuxième et troisième photons forment une "paire intriquée"

• QD2 émet deux photons successivement :

  • Le "photon XX" (photon 2) émis en premier

  • Le "photon X" (photon 3) émis ensuite

• Ces deux photons sont dans un état d'intrication quantique,

  • ce qui signifie que mesurer l'un impose des contraintes fortes sur l'état de l'autre.Nature

4. Surmonter le "problème de fréquence différente" par conversion de fréquence

En réalité, la lumière émise par des points quantiques séparés

• peut avoir des couleurs (fréquences) légèrement différentes

• ou des profils temporels non concordants

et ne peuvent donc pas être considérées comme "identiques".
Cependant, dans la téléportation quantique,il est crucial que les photons interférant soient presque indiscernables.Phys.org

L'équipe de recherche a donc utilisé deux convertisseurs de fréquence quantique

• capables de changer la fréquence tout en préservant la polarisation,

• pour convertir la lumière émise par QD1 et QD2 dans la bande de longueur d'onde des télécommunications, tout en alignant parfaitement les couleurs.

Ils ont ainsi réalisé cet exploit.Phys.org

5. Téléportation instantanée de "l'information seule" par mesure de Bell

• Le photon à téléporter (photon 1 de QD1)

• et l'un des photons de la paire intriquée (photon 2 de QD2)

sont passés dans un dispositif de mesure spécial appelé **mesure d'état de Bell**.Nature

Selon le résultat de cette mesure,

• le photon 3 restant du côté de QD2 (l'autre de la paire intriquée)

• acquiert l'état quantique que le photon 1 possédait à l'origine.

C'est cela la "téléportation quantique". Ce n'est pas la matière elle-même qui est transférée,mais l'état seul qui est "déménagé" de manière non copiable.Nature

Conditions expérimentales et résultats : encore 10 m, mais un grand pas

Dans cette expérience,

• les deux points quantiques étaient connectés par une fibre optique d'environ 10 m.##