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Les physiciens utilisent des lasers pour établir le premier lien de communication quantique sous-marin

Ryan F. Mandelbaum Apr 11, 2018. 10 comments

La mécanique quantique peut vous obliger à penser à des choses folles sur le fonctionnement de l'Univers, mais il a de vraies applications. L'une des principales bizarreries de la théorie permet un type particulier de lien quantique, un qui peut envoyer des messages incroyablement sécurisés ou transmettre des données pour l'informatique quantique. Des tests de ces liens existent sur Terre, dans l'espace, et maintenant, sous l'eau.

Les scientifiques chinois ont déjà installer ce lien quantique entre le sol et un satellite, et même " téléporté quantique "Une particule (qui n'est pas vraiment la téléportation). Compte tenu de l'importance des communications sous-marines comme la fibre optique utilisée pour transmettre les données téléphoniques et Internet, une équipe rapporte qu'elle a maintenant effectué le test crucial requis pour mettre en place un lien quantique sous-marin sans câbles.

Les résultats sont super préliminaires, mais "confirment la faisabilité d'un canal quantique d'eau de mer, représentant le premier pas vers la communication quantique sous-marine", écrivent les chercheurs dans une étude publiée ce mois-ci dans la revue Optics Express .

Reste à savoir s'il y aura jamais une demande pour un tel lien sous-marin. Mais si les chercheurs parviennent à relever le défi difficile de dépasser les dix pieds qu'ils ont testé, cela pourrait signifier une nouvelle façon d'envoyer des messages cryptés entre sous-marins ou d'envoyer des données depuis des ordinateurs quantiques entre des lieux séparés par l'eau.

Voici votre cours accéléré de la mécanique quantique: les plus petites unités de la matière comme les électrons et les photons (unités individuelles de la lumière) peuvent se comporter comme des ondes et des particules en même temps. Chacune des propriétés de ces unités est "quantifiée", ce qui signifie que les propriétés ne peuvent prendre que certaines valeurs assignées. Avant d'observer réellement les propriétés, il est impossible de dire quelle est la valeur - vous obtenez simplement une probabilité affectée à chacune des options possibles dans une liste appelée la fonction d'onde. Une fois que vous avez mesuré le système, la fonction d'onde "s'effondre" et l'unité assume les propriétés que vous observez.

Le truc bizarre entre en jeu lorsque vous "enchevêtrez" des particules ensemble, les faisant interagir de telle sorte que les particules doivent être décrites en utilisant la même liste de probabilités. Peu importe à quelle distance les particules se séparent, elles semblent toujours être conscientes l'une de l'autre, de sorte que l'observation des propriétés de l'une entraîne immédiatement la propriété correspondante de l'autre.

Les scientifiques chinois ont fourni des photons à partir d'un laser avec différentes polarisations (la direction de leurs ondes se déplacent perpendiculairement au mouvement vers l'avant du photon) en passant la lumière à travers une série de cristaux, de filtres et de miroirs. Leur expérience divise alors le faisceau, conserve l'un des deux photons intriqués d'un côté et passe l'autre à travers un tube de dix pieds de long contenant un échantillon de plusieurs échantillons d'eau de mer.

Cela a fonctionné, selon l'article, et les chercheurs ont calculé qu'ils avaient réussi à emmêler les photons, même après en avoir passé un à travers le tube rempli d'eau. «Cela nous encourage à envisager une distance de communication plus longue», écrivent-ils.

Ces résultats sont une preuve de concept, bien sûr: la particule parcourt toujours un tube et seulement quelques mètres, une distance sur laquelle vous pourriez aussi bien verbaliser le message à voix haute. Les chercheurs ont déjà photons intriqués à travers l'espace sur un millier de kilomètres.

Un physicien n'était pas surpris, et un autre était sceptique que les chercheurs établiraient un lien beaucoup plus long, rapporte New Scientis t. “ t. “ Parce que l'eau des océans absorbe la lumière, l'extension de ce phénomène devient difficile", a déclaré Jeffrey Uhlmann, professeur d'informatique à l'université du Missouri. Mais une autre source a déclaré que peut-être les sous-marins pourraient utiliser un tel canal pour communiquer en toute sécurité.

Mais vous ne le saurez pas à moins d'essayer, je suppose.

[ Optique Express via New Scientist ]

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