a écrit :
[center]Transmission quantique sur 144 km de distance[/center]
CYRILLE VANLERBERGHE Le Figaro
Publié le 05 juin 2007
Une équipe internationale a réussi l'émission d'une information inviolable entre deux îles des Canaries. Une première qui ouvre la voie à des télécommunications quantiques par satellite.
UNE ÉQUIPE internationale de physiciens a réussi à transmettre une information quantique sur 144 km, la distance qui sépare les îles de La Palma et Tenerife aux Canaries. Ce nouveau record ouvre la voie à des utilisations à très grandes distances de la cryptographie quantique, une technique de codage inviolable qui permet d'émettre une information en ayant la certitude absolue qu'elle n'a pas été interceptée. Cette sécurité absolue intéresse évidemment les militaires, mais de nombreuses équipes concurrentes dans le monde essaient de faire sortir cette technique des laboratoires et de résoudre certaines difficultés, notamment celles liées aux longues distances.
D'une manière encore plus exotique, ce record ouvre la voie à des expériences de téléportation quantique à très longue portée. « La distance franchie par l'expérience aux Canaries était une barrière critique, explique Frédéric Grosshans, physicien au Laboratoire de photonique quantique et moléculaire de l'ENS Cachan. C'est la distance d'atmosphère qu'il faut être capable de traverser pour envisager des communications jusqu'à des satellites, ce qui est indispensable pour développer des télécommunications quantiques au niveau global. »
Le précédent record d'une telle transmission par voie aérienne était de 13 km, par une équipe chinoise en 2003. Le nouveau tour de force, publié en ligne le 3 juin dans Nature Physics, est avant tout expérimental. L'équipe internationale menée par Anton Zeilinger de l'université de Vienne (Autriche) a réussi à combiner des techniques de pointe en optique, en informatique et même en astronomie, pour réussir à envoyer un seul photon, un grain élémentaire de lumière, sur une distance de 144 km et, surtout, le récupérer à l'arrivée avec un télescope pour l'analyser en fin de chaîne.
Dans ce dispositif, les chercheurs utilisent une des propriétés les plus surprenantes de la mécanique quantique : les particules intriquées. Les physiciens arrivent à produire des paires de particules, ici des photons, qui sont mystérieusement reliées entre elles quel que soit leur degré d'éloignement. Le lien est tellement fort que quand l'état de l'une des particules est modifié, celui de sa jumelle l'est aussi, et cela instantanément. D'où l'idée de certaines expériences de téléportation.
Paire de photons
Dans le cas présent, cette propriété des photons intriqués permet de savoir si le signal a été intercepté. « Si un espion cherche à mesurer l'état du photon lors de sa transmission, on s'aperçoit tout de suite que le photon reçu à l'arrivée n'est pas dans le même état que celui de la paire qui est resté près de l'émetteur, explique Rupert Ursin, physicien à l'université de Vienne et premier auteur de l'étude.
Le premier site d'expérience est à l'observatoire de Roque de los Muchachos, à presque 2 400 m d'altitude sur l'île de La Palma. C'est là que sont générées des paires de photons jumeaux. L'un d'eux est conservé et analysé sur place, alors que l'autre est envoyé vers le télescope OGS (optical ground station) de l'Agence spatiale européenne (ESA), situé aussi à 2 400 m, mais à l'observatoire de Teide sur l'île de Tenerife. Ce télescope sert habituellement aux communications expérimentales par laser avec le satellite Artemis.
À cause des pertes dues à l'atmosphère turbulente, et des perturbations du bruit de fond (comme la lumière des étoiles), sur un millier de photons envoyés, un seul est reçu et analysé correctement par le dispositif. Ces pertes réduisent grandement le débit d'information qui est aujourd'hui possible avec cette expérience. C'est une des pistes d'améliorations sur lesquelles travaillent un grand nombre de chercheurs. L'ESA finance une partie de ces recherches pour étudier la faisabilité d'un réseau de satellites dédiés aux télécommunications quantiques. Une expérience spatiale de ce type pourrait rejoindre la station internationale ISS en 2012.
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transmission quantique et cryptographie
9 message(s)
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par canardos » 07 Juin 2007, 07:44
- canardos
- Message(s) : 18
- Inscription : 23 Déc 2005, 16:16
par gerard_wegan » 07 Juin 2007, 09:52
Les travaux de Zeilinger sur l'intrication quantique sont passionnants...
Une remarque sur le terme "téléportation", pour éviter les faux débats suscités par de précédents articles de vulgarisation [notamment une stupide illustration de couverture de Science & vie, si ma mémoire est bonne -- encore un problème lié à la communication scientifique qui va intéresser Louis :17: ] : il n'y a dans ces expériences aucune "téléportation" de matière ; c'est l'état quantique d'un photon de la paire intriquée qui est modifié instantanément lorsque l'état quantique de l'autre l'est. Il faut d'ailleurs souligner que cette instantanéité ne viole pas le postulat de la vitesse de la lumière comme vitesse limite puisque rien de soumis à cette limitation (ni masse, ni énergie) n'est échangé entre les deux particules : les photons de la paire intriquée se déplacent à la vitesse de la lumière ; ce sont leur changement d'état qui sont instantanés.
Sur l'instantanéité : la vérification expérimentale que les changements d'états des particules d'une paire intriquée ont lieu dans un délai inférieur au temps nécessaire à la lumière pour parcourir la distance entre les deux détecteurs a déjà été faite depuis plusieurs années, dans de précédentes expériences. Ici, pour 144 km, ce temps de parcours serait de l'ordre d'une demi-milliseconde ; on sait évidemment vérifier l'"instantanéité" à beaucoup moins que cela.
En fait, c'est correctement dit dans l'article :
Une remarque sur le terme "téléportation", pour éviter les faux débats suscités par de précédents articles de vulgarisation [notamment une stupide illustration de couverture de Science & vie, si ma mémoire est bonne -- encore un problème lié à la communication scientifique qui va intéresser Louis :17: ] : il n'y a dans ces expériences aucune "téléportation" de matière ; c'est l'état quantique d'un photon de la paire intriquée qui est modifié instantanément lorsque l'état quantique de l'autre l'est. Il faut d'ailleurs souligner que cette instantanéité ne viole pas le postulat de la vitesse de la lumière comme vitesse limite puisque rien de soumis à cette limitation (ni masse, ni énergie) n'est échangé entre les deux particules : les photons de la paire intriquée se déplacent à la vitesse de la lumière ; ce sont leur changement d'état qui sont instantanés.
Sur l'instantanéité : la vérification expérimentale que les changements d'états des particules d'une paire intriquée ont lieu dans un délai inférieur au temps nécessaire à la lumière pour parcourir la distance entre les deux détecteurs a déjà été faite depuis plusieurs années, dans de précédentes expériences. Ici, pour 144 km, ce temps de parcours serait de l'ordre d'une demi-milliseconde ; on sait évidemment vérifier l'"instantanéité" à beaucoup moins que cela.
En fait, c'est correctement dit dans l'article :
... sachant qu'il est question, plus haut dans l'article, de "téléportation quantique". Mais vu la confusion qui règne dans la littérature de vulgarisation autour de certains termes, cela aurait mérité quelques explications supplémentaires...a écrit :Les physiciens arrivent à produire des paires de particules, ici des photons, qui sont mystérieusement reliées entre elles quel que soit leur degré d'éloignement. Le lien est tellement fort que quand l'état de l'une des particules est modifié, celui de sa jumelle l'est aussi, et cela instantanément. D'où l'idée de certaines expériences de téléportation.
- gerard_wegan
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par Louis » 07 Juin 2007, 11:10
a écrit :encore un problème lié à la communication scientifique qui va intéresser Louis
Gagné ! :D Enfin bon, y'a pas que la vulgarisation ( la "littérature") qui est de la communication Cela dit ce qui est intéressant la dedans, c'est le lien trés fort entre "l'expérimentation réalisée" et le fait que "ça ouvre la voie a des télécommunications "quantiques" tout a fait opérationnelles" alors que je subodore qu'il existe encore moults difficultés techniques a résoudre...
- Louis
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- Inscription : 15 Oct 2002, 09:33
par gerard_wegan » 07 Juin 2007, 11:24
(Louis @ jeudi 7 juin 2007 à 12:10 a écrit :Cela dit ce qui est intéressant la dedans, c'est le lien trés fort entre "l'expérimentation réalisée" et le fait que "ça ouvre la voie a des télécommunications "quantiques" tout a fait opérationnelles" alors que je subodore qu'il existe encore moults difficultés techniques a résoudre...
... Je ne saisis pas très bien ce que tu veux dire, mais bon... :33:
- gerard_wegan
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par Louis » 07 Juin 2007, 11:32
En clair l'utilité économique est mise en avant, meme si on ne connait pas encore le degré de réalisation possible de la technique et les difficultés à résoudre avant qu'elle soit opérationnelle (en dehors de la perte sur le message) puisque les premiéres expériences ne commencerons qu'en 2012...
- Louis
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- Inscription : 15 Oct 2002, 09:33
par gerard_wegan » 07 Juin 2007, 12:10
Il y a différents aspects dans cette question :
D'abord celui du financement de la recherche. J'ignore comment sonf financés les travaux de Zeilinger (il doit être possible de le savoir en faisant un peu de boblio...) mais, d'une façon générale, il y a de moins en moins d'équipes et d'instituts qui bénéficient de financements prérennes, permettant d'envisager des recherches sur le long terme, ce qui est pourtant indispensable dans les disciplines les plus fondamentales (mais pas forcément les moins coûteuses). Et là où ça existe, c'est avec la volonté affichée par les tutelles (publiques ou privées) de cibler certains domaines de recherche -- autre aspect du "pilotage" de la recherche. D'où la propension de plus en plus marquée, effectivement, à mettre en avant l'éventuelle utilité future des travaux dans le cadre d'une recherche plus appliquée. Ceci dit, il ne faut pas s'y tromper : c'est parfois un pur habillage permettant d'obtenir des fonds... habillage auquel il arrive que personne ne croît dans les équipes concernées, à commencer par celui qui rédige les demandes de financement !
Pour des travaux comme ceux de Zeilinger, il y a sans doute un aspect de "veille scientifique", notamment de la part des militaires (avec des financements à la clé...) : même si les applications potentielles peuvent paraître lointaines, il s'agit de se tenir à la pointe de la recherche, histoire de ne pas se faire distancer si elles devaient émerger plus vite qu'attendues.
Sur l'historique des expériences elles-mêmes : non, les premières n'attendront pas 2012 ; ça c'est pour une éventuelle expérience spatiale ! Elles ont déjà débuté... d'où d'ailleurs l'article, qui cite lui-même le précédent "record" chinois de 2003. J'ai des souvenirs beaucoup plus anciens sur la mise en évidence d'états corrélés entre photons, déjà par l'équipe de Zeilinger, où les détecteurs n'étaient séparés que de quelques mètres -- ce qui passait alors pour un exploit expérimental. Il faudrait faire un peu de biblio pour être plus précis ; pas le temps maintenant ! :(
D'abord celui du financement de la recherche. J'ignore comment sonf financés les travaux de Zeilinger (il doit être possible de le savoir en faisant un peu de boblio...) mais, d'une façon générale, il y a de moins en moins d'équipes et d'instituts qui bénéficient de financements prérennes, permettant d'envisager des recherches sur le long terme, ce qui est pourtant indispensable dans les disciplines les plus fondamentales (mais pas forcément les moins coûteuses). Et là où ça existe, c'est avec la volonté affichée par les tutelles (publiques ou privées) de cibler certains domaines de recherche -- autre aspect du "pilotage" de la recherche. D'où la propension de plus en plus marquée, effectivement, à mettre en avant l'éventuelle utilité future des travaux dans le cadre d'une recherche plus appliquée. Ceci dit, il ne faut pas s'y tromper : c'est parfois un pur habillage permettant d'obtenir des fonds... habillage auquel il arrive que personne ne croît dans les équipes concernées, à commencer par celui qui rédige les demandes de financement !
Pour des travaux comme ceux de Zeilinger, il y a sans doute un aspect de "veille scientifique", notamment de la part des militaires (avec des financements à la clé...) : même si les applications potentielles peuvent paraître lointaines, il s'agit de se tenir à la pointe de la recherche, histoire de ne pas se faire distancer si elles devaient émerger plus vite qu'attendues.
Sur l'historique des expériences elles-mêmes : non, les premières n'attendront pas 2012 ; ça c'est pour une éventuelle expérience spatiale ! Elles ont déjà débuté... d'où d'ailleurs l'article, qui cite lui-même le précédent "record" chinois de 2003. J'ai des souvenirs beaucoup plus anciens sur la mise en évidence d'états corrélés entre photons, déjà par l'équipe de Zeilinger, où les détecteurs n'étaient séparés que de quelques mètres -- ce qui passait alors pour un exploit expérimental. Il faudrait faire un peu de biblio pour être plus précis ; pas le temps maintenant ! :(
- gerard_wegan
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par canardos » 07 Juin 2007, 12:22
(Louis @ jeudi 7 juin 2007 à 13:10 a écrit : MMMMMMMMMMM la cryptographie "essentiellement militaire" ? Je crois que tu date d'au moins dix ans !
j'ai seulement dit que c'est ce qui était mis en avant dans l'article....
mais vu les faibles débits de données qu'offre cette méthode, cela peut s'expliquer...
- canardos
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