Les ordinateurs et les communications traditionnelles codent les informations en bits, soit des uns, soit des zéros. Dans les ordinateurs et communications quantiques, les qubits, ou bits quantiques, sont utilisés, qui peuvent être des zéros et des uns en même temps. Cela permet d’augmenter de façon exponentielle la capacité de traitement, permettant de résoudre des problèmes actuellement impossibles.

Par exemple, l’année dernière, un ordinateur quantique chinois a réussi à faire un calcul en 200 secondes pour lequel ils auraient été en retard 2,5 milliards d’années avec un ordinateur traditionnel. Cependant, ces types d’appareils sont très sensibles aux vibrations ou aux petits changements de température, ce qui peut abîmer vos données. Cela rend la transmission du signal sur de longues distances plus difficile car il se dégrade plus facilement.

Communication quantique via des câbles à fibres optiques

Heureusement, les chercheurs de Toshiba ont découvert un moyen d’envoyer ces types de signaux sur de longues distances à l’aide de câbles à fibre optique. Pour ce faire, ils ont développé une nouvelle technologie de stabilisation double bande qui envoie deux signaux optiques de référence avec leur propre qubits, codé comme un retard de phase d’une impulsion optique faible.

Le premier signal de référence est à une longueur d’onde conçue pour annuler les fluctuations causées par l’environnement, tandis que le second fonctionne à la même longueur d’onde que les qubits et sert à contrôler la phase de la lumière. Grâce à cela, ils ont réussi à maintenir le signal quantique constant à seulement dix nanomètres, permettant à l’Internet quantique à une distance de plus de 600 kilomètres de fibre optique.

Atteindre cette distance signifie multiplier le record précédent par six, bien que ce ne soit pas le record absolu, puisqu’ils ont pu effectuer des retransmissions par satellite à plus de 1 200 kilomètres. Cependant, un Internet du futur avec des communications ultra-rapides nécessitera une combinaison de fibre et de satellite, c’est donc une bonne nouvelle pour les deux.

QKD : chiffrement des messages impossibles à espionner

L’équipe dit que la première utilisation qu’elle fera de cette technologie sera probablement de Distribution de clés quantiques (QKD), une technique de cryptage qui tire parti de l’un des principes fondamentaux de la physique quantique : que si quelqu’un regarde le contenu ou la clé de la communication, cela change. Pour cette raison, il serait inutile pour un attaquant d’accéder à l’information, en plus du fait que les autorités pourraient identifier la tentative d’accès à l’information.

En raison de l’instabilité des signaux quantiques sur de longues distances, ce type de communication sécurisée n’avait été effectué que dans des zones urbaines distantes de quelques kilomètres. Avec cette innovation, il serait possible de connecter des villes séparées sur des centaines voire des milliers de kilomètres les unes aux autres sans avoir à utiliser des nœuds intermédiaires.

De plus, la communication quantique offrirait un autre avantage : que la latence elle est fortement réduite par l’intrication quantique, puisque deux particules séparées l’une de l’autre peuvent être intriquées à distance. Cependant, transmettre des informations plus rapidement que la vitesse de la lumière est actuellement impossible, et on étudie si cela serait possible avec les communications quantiques.