Des chercheurs australiens amplifient le signal quantique en utilisant la téléportation

La mise en place d’un réseau Internet quantique mondial permettrait aux particuliers, aux entreprises, aux organisations et aux gouvernements d’avoir accès aux communications sécurisées intrinsèquement. Cependant, l’absorption des photons en transit entre les nœuds d’Internet peut réduire considérablement l’efficacité de l’exploitation d’un Internet quantique. Maintenant, un groupe de recherche en Australie (CQCCT) a inventé un moyen de récupérer une partie de l’information perdue par téléportation quantique de l’information originale à un autre photon.

La communication quantique dépend du maintien de la fidélité de l’information quantique codé sur, par exemple, un photon. Si la fidélité est réduite, l’efficacité de la communication peut être considérablement réduite. Par exemple, dans le cas probable qu’un photon portant un bit quantique (qubit) soit absorbé en transit, le résultat est qu’on aura un “photon bruité” qui est une version du photon avec l’état quantique du vide et donc qui ne contient pas de photons. Une partie de l’information transportée par le photon original est perdue dans le photon bruité; Ce qui peut réduire considérablement l’efficacité des applications de communication quantique.

L’équipe travaillant dans le centre technologique de calcul et de communication quantique (CQCCT) a maintenant inventé une solution de contournement contre la perte de ces informations qu’elle appelle Amplification d’état annoncée (Heralded state amplification). L’annonciateur (Herald) est un signal classique qui alerte un événement futur. Imaginez qu’en tant qu’un voisin poli, vous ne voulez pas garder les visiteurs qui attendent à la porte. Une solution consiste à se tenir à la porte au cas où un visiteur arrive, mais cela prend beaucoup d’effort et vous empêche de travailler sur d’autres tâches. Il est plus efficace d’ignorer la porte jusqu’à ce que vous entendiez la sonnette. La sonnette est un annonciateur de l’arrivée de visiteurs.

L’idée de base de l’amplification d’état annoncée, c’est que même si l’information quantique a été perdue dans un photon bruité, il est possible d’améliorer la situation. Les photons bruités passent à travers un analyseur qui téléporte l’information sur un second photon et génère une annonce lorsque le second photon est moins bruité que le photon bruité d’origine.

L’analyseur combine un photon bruité avec un photon pure produisant ainsi trois états quantiques. Deux d’entre elles sont mesurés par des détecteurs de photons, tandis que le troisième est la sortie de l’analyseur. Ces trois états sont construits de tels sorte que lorsqu’aucun photon ou deux photons sont détectés, la sortie de l’analyseur est plus bruitée que l’entrée; tandis que lorsqu’un photon est détecté, la sortie est moins bruitée. L’information a été amplifiée.

Pour s’assurer que seules les sorties amplifiées sont utilisées pour un traitement continu, un annonciateur d’état est généré en envoyant les détecteurs de sorties dans une porte OU exclusif de sorte qu’une annonce est généré lorsqu’un seul photon est détecté par les détecteurs. L’amplificateur produit généralement un gain d’information de cinq ou moins, mais cela est suffisant pour sauver un grand nombre de communications d’applications.

Source: Nature Physics