Cette image composite illustre la connexion entre un satellite et la Terre, établie par le satellite quantique Mozi et une plateforme d'expérimentation de téléportation quantique située au Tibet. Cette expérience a démontré que la téléportation quantique est possible sur des distances atteignant l'orbite terrestre basse.
Il y a soixante ans, la série Star Trek a popularisé l'idée du téléporteur, une technologie emblématique capable de transporter une personne d'un endroit à un autre en quelques secondes. Conçue pour réduire les coûts de production lors des atterrissages du vaisseau, cette machine a marqué les esprits, suscitant des références culturelles durables et inspirant d'innombrables technologies.
La téléportation quantique, bien que largement différente de celle dépeinte dans la fiction, a émergé d'une idée révolutionnaire proposée par des physiciens il y a plus de 30 ans : transférer des atomes et des particules élémentaires à distance sans interaction physique. Le terme téléportation quantique a été adopté pour décrire ce processus, qui est passé d'un concept théorique à une réalité vérifiée expérimentalement.
À la fin des années 1990, des expériences ont montré que les états quantiques pouvaient être transmis sur de courtes distances. Par la suite, des recherches ont prouvé que cette technique fonctionnait sur des distances de plus en plus longues, comme le démontrent les scientifiques chinois qui ont réussi à téléporter des états quantiques entre la Terre et l'orbite basse en 2017.
Contrairement à la téléportation de matière vu dans les œuvres de fiction, la téléportation quantique pourrait ouvrir la voie à une nouvelle ère de l'informatique. Jason Orcutt, chercheur principal chez IBM Quantum, déclare : « Fondamentalement, la nature est quantique. Nous sommes tous de l'information quantique. »
Dans notre quotidien, les objets semblent obéir aux règles de la physique classique. Cependant, à l'échelle des atomes et des particules élémentaires, un ensemble totalement différent de règles s'applique. C'est dans ce domaine de la physique quantique que les particules peuvent exister sous plusieurs états simultanément jusqu'à leur mesure, et où les objets peuvent interagir à de très grandes distances.
Comme l'explique Jason Orcutt, « Il existe des problèmes très complexes, d'une complexité comparable à celle de l'âge de l'Univers, que nous ne pourrons pas résoudre grâce à l'informatique classique. » Les ordinateurs quantiques pourraient un jour simuler le monde moléculaire, permettant ainsi de concevoir des processus industriels plus efficaces, comme la production d'azote synthétique pour l'agriculture, ou même de nouveaux matériaux révolutionnaires.
Actuellement, des ordinateurs quantiques commerciaux existent, mais leurs capacités restent limitées. Une partie des efforts consiste à développer des ordinateurs plus puissants capables de corriger les erreurs et de réaliser des calculs complexes de manière fiable, ce qui nécessite des méthodes efficaces pour transférer l'information quantique.
Un des défis majeurs réside dans le fait que mesurer un état quantique le modifie. Simone Portalupi, chercheuse en communication quantique, souligne que « vous ne pouvez pas véritablement cloner l'information quantique. » C'est ici que la téléportation quantique entre en jeu, permettant de transférer des états quantiques d'un endroit à un autre sans déplacer de matière.
Une fois que deux systèmes quantiques sont intriqués, leur état est lié, peu importe la distance. L'intrication peut donc être utilisée pour transmettre des informations. Dans un exemple classique, Alice mesure un qubit de données contenant des informations et sa moitié d'une paire de particules intriquées, ce qui lui permet d'envoyer les résultats à Bob via un moyen de communication classique.
La procédure de téléportation des états quantiques a été dévoilée pour la première fois dans un article publié en 1993. Depuis lors, les scientifiques ont démontré la téléportation de différents types d'états quantiques, y compris entre la Terre et l'espace.
Cependant, les experts conviennent qu'il est peu probable que la téléportation quantique débouche sur une technologie permettant de téléporter des personnes, comme dans Star Trek. Tim Strobel, doctorant en communications quantiques, précise : « Pour nous, il s'agit de téléporter des états quantiques, pas de la matière ou de l'énergie. »
Si on envisageait de téléporter une personne, il faudrait transférer les informations quantiques de chaque atome la composant, ce qui pose des défis techniques et philosophiques majeurs. Daniel Oblak soulève également le débat sur la nature de l'identité dans le contexte de la téléportation : « La question de savoir si la personne matérialisée est la même ou une copie reste ouverte. »
En conclusion, bien que la téléportation humaine reste du domaine de la science-fiction, la téléportation quantique nous ouvre des perspectives fascinantes pour l'avenir de l'informatique et notre compréhension de l'univers. Jason Orcutt résume bien la situation : « Pour l'instant, la question de savoir s'il est possible de téléporter un être humain, sans parler d'un atome, relève uniquement du domaine de la science-fiction, tout comme la réponse à cette question. »
