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La Chine a créé un lien de données quantique entre deux villes

La Chine a créé un lien quantique sécurisé sur une distance de 511 kilomètres entre deux villes, intercalé d’un relais de vérification. Cela pourrait aider à étendre les réseaux quantiques sécurisés.

La distance maximale d’un lien de distribution de clés quantiques étendue

Lorsqu’une paire de photons est intriquée quantiquement, il est possible d’en déduire instantanément l’état de l’un en mesurant l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare. C’est la base du chiffrement quantique, utilisant des particules enchevêtrées pour créer des clés sécurisées et garantir que les messages restent secrets. Des recherches antérieures ont créé des paires de photons enchevêtrés et en ont transmis une à un récepteur, créant un lien qui peut établir une clé quantique. 

Le chercheur Qiang Zhang de l’Université des sciences et technologies de Chine et ses collègues ont étendu la distance maximale d’un lien de distribution de clés quantiques via un câble en utilisant une étape intermédiaire. Cette dernière ne lit pas les données, mais vérifie seulement si elles correspondent à ce qui était envoyé par l’autre extrémité.

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Les lasers aux deux extrémités d’un câble à fibre optique envoient des photons les uns vers les autres. Ces particules de lumière sont dans des phases aléatoires de pics et de creux dans leur mouvement. Lorsqu’une paire de photons avec une phase correspondante se rencontre dans le hub central, le système alerte à la fois l’expéditeur et le récepteur via une liaison de données traditionnelle.

Échanger une clé quantique qui peut être utilisée pour crypter les données

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Parce que chaque extrémité sait ce qu’elle a transmis et si elle correspond à la phase de l’autre, elle peut échanger une clé quantique qui peut être utilisée pour crypter les données envoyées sur les réseaux traditionnels. Surtout, le hub central ne sait pas ce qui a été envoyé, seulement si les deux signaux correspondent. 

Une expérience récente de Toshiba Europe à Cambridge, au Royaume-Uni, a démontré une liaison de 600 kilomètres utilisant la même technologie, mais l’appareil était entièrement logé dans un seul laboratoire. L’équipe chinoise a utilisé une connexion à fibre optique longue de 511 kilomètres entre les villes de Jinan et Qingdao, avec un récepteur central basé à Mazhan. 

Zhang évoque une saine compétition entre les deux laboratoires pour étendre les records de distance. « Au laboratoire, vous avez un climatiseur, mais sur le terrain, lorsque la température change, vous observerez la dérive de la phase des photons », dit-il. « Pour transformer quelque chose qui fonctionne dans un laboratoire en quelque chose qui fonctionne sur le terrain, je pense qu’ils font du bon travail », déclare Peter Kruger de l’Université du Sussex, au Royaume-Uni. Des photons uniques sur des centaines de kilomètres sont assez remarquables.

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