Dans les câbles à fibres optiques, le signal de données est régulièrement rafraîchi pour compenser les pertes lors de la transmission. Cela ne fonctionnera pas dans le futur Internet quantique car les informations quantiques ne peuvent pas être copiées. Par conséquent, on essaie d’envoyer l’information aussi loin que possible. physicien viennois en font maintenant état dans la revue « Nature Communications ». nouveau record longue distance: Ils ont transmis des photons intriqués Sankt Polten et Bratislava sur le total 248 kilomètres.

Transfert de données inviolable

Dans l’internet quantique, les phénomènes particuliers de la physique quantique tels que l’intrication, entre autres, doivent être considérés comme absolus communications sécurisées se servir de. 2 particules intriquées, environ photons (Particules de lumière) restent connectées les unes aux autres sur des distances arbitraires et partagent leurs propriétés physiques. Les mesures de l’un permettent immédiatement de tirer des conclusions sur le résultat de mesure à attendre de l’autre.

Si, par exemple, la direction d’oscillation (polarisation) est mesurée sur un photon et que celui-ci est horizontal, l’autre particule lumineuse doit également être polarisée horizontalement. Cela peut être fait, par exemple, pour créer une « clé » pour le principe transmission de données inviolable utilisant la technologie quantique (« cryptographie quantique »).

Recherche sur l’internet quantique

Le réseau de recherche QUAPITAL dispose d’un centre européen internet quantique basé sur l’Europe réseau fibre optique au but. Dans le cadre de ce réseau, des scientifiques dirigés par Sebastian Neumann et Rupert Ursin de l’Institut d’optique quantique et d’information quantique (IQOQI) de l’Université Académie autrichienne des sciences (ÖAW) a développé une nouvelle source puissante de photons intriqués et l’a présentée dans la revue « Quantum ».

Jusqu’à présent, ces sources n’ont pas produit suffisamment de paires de photons de la qualité requise. « Notre source combine les 3 propriétés requises : elle offre une Milliards de paires de photons par seconde des débits de données extrêmement élevés, leur efficacité étant très élevée et en fait des paires de particules sont produites et pas seulement de nombreux photons uniques. De plus, le polarisation de photons de haute qualité », a expliqué Neumann à APA.

Expéditeur à Vienne, destinataire à St. Pölten et Bratislava

Cette source, placée à l’Institut de Physique de l’Université de Vienne, manquait de 2 chacune 125 kilomètres de câble en fibre optique connecté à des stations de réception dans Sankt Polten et Bratislava LED. À partir des paires de photons intriqués générées, une particule de lumière est allée en Basse-Autriche et une en Slovaquie. La polarisation des deux particules est inconnue pendant la production et sur le chemin du détecteur. Mais dès que vous mesurez à St. Pölten, vous savez immédiatement que le même résultat de mesure est disponible à Bratislava.

Bien que la source de photons soit une Milliards de paires de particules par seconde délivre, les pertes dans les fibres de verre sont si élevées que seul 10 paires par seconde arriver aux destinataires. « La difficulté ici est que vous pouvez réellement identifier les photons qui vont ensemble », a déclaré Neumann.

Le facteur limitant ici sont les détecteurs, dont Timing pas assez précis est. « Ce n’est pas un problème d’envoyer plus de photons, nous pouvons déjà atteindre des débits en gigabits avec notre source. Mais pour identifier les photons qui vont ensemble, le détecteur doit avoir une certaine résolution temporelle, sinon les photons se chevaucheront », explique Neumann.

Taux de transmission de 1,5 bits par seconde

Pour cette raison, le débit possible de transmission de données cryptées dans le réseau entre Sankt Pölten et Bratislava est encore modeste avec la cryptographie quantique 1,5 bits par seconde« c’est à la limite absolue avec la technologie actuelle ».

Pour autant, même des débits faibles ne sont pas complètement inutiles : contrairement à une connexion Internet classique, les données pourraient être collectées sur une plus longue période de temps jusqu’à ce qu’elles soient nécessaires au chiffrement, souligne le physicien. Alors venez 450 kilo-octets par mois ensemble.

système de stabilisation requis

Les scientifiques ont également dû faire face au signal variations de température rendre insensible dans la fibre. Ces changements de température modifient la section transversale globale de la fibre de verre et donc la polarisation des particules lumineuses. Grâce à un système de stabilisation spécialement développé, dans lequel la fibre de verre est pressée sur une longueur d’environ 2 centimètres à l’aide de cristaux piézo, ces fluctuations peuvent être compensées sur l’ensemble du parcours. « Parce que les particules sont enchevêtrées, il suffit de ne le faire que sur l’une des deux fibres », explique Neumann.