INTRICATION QUANTIQUE

Applications

La compréhension du phénomène d'intrication pourrait déboucher sur des applications pratiques surprenantes. Ainsi, l'intrication de deux photons permet d'imaginer des protocoles originaux de distributions de clés de chiffrement entre deux correspondants distants. On sait que les différentes méthodes de cryptage de documents nécessitent la définition de clés connues des seuls initiés et inaccessibles aux autres. Abusivement connue sous le nom de « cryptographie quantique », la distribution quantique de clé assure la confidentialité de l'envoi et permet de déceler si le message a été intercepté. Une telle méthode nécessite l'utilisation de deux canaux de transmission, un canal quantique et un canal classique qui peut être public, mais doit absolument être intègre, ce qui signifie qu'il ne peut pas être modifié ou brouillé. Le protocole BB84, imaginé en 1984 par Charles Bennett et Gilles Brassard, tire parti des états de polarisation de deux photons intriqués. Quinze ans plus tard, le groupe d'optique quantique de Nicolas Gisin à Genève a réussi à effectuer sur une distance de vingt kilomètres, la première distribution quantique de clé selon ce protocole sur un réseau public, le réseau téléphonique suisse à fibres optiques. On a maintenant dépassé cent kilomètres de distance. Si on ignore depuis quand les états-majors militaires ou les services de renseignement testent ces méthodes, on sait qu'elles ont été utilisées avec succès dès 2004 dans une importante transaction financière et plusieurs entreprises aux noms souvent prometteurs (ID Quantique à Genève, MagiQ Technologies à New York ou Smart Quantum à Lannion...) conçoivent et distribuent des solutions adaptées à des clients qu'elles espèrent de plus en plus nombreux.

Une autre application du phénomène d'intrication est ce qu'il est convenu d'appeler – avec une connotation malheureusement volontaire de sensationnalisme fort éloigné de la rigueur scientifique  – la téléportation quantique. Il s'agit en fait non pas de transporter instantanément une parcelle de matière d'un endroit à un autre comme les auteurs de science-fiction aiment à l'imaginer, mais seulement de transférer l'état quantique d'un système vers un autre système, en pratique d'une unité d'information (un qubit) vers une autre. La présence de deux états intriqués éloignés est alors utilisée pour permettre ce transfert d'information par une troisième particule. La téléportation d'un état de polarisation d'un photon à un autre photon a été réalisée en 1997 par l'équipe d'Anton Zeilinger de l'université de Vienne (Autriche). Quelques années plus tard, l'information contenue dans l'état électronique d'un ion de calcium fut téléportée vers un autre ion par deux équipes indépendantes de physiciens américains et autrichiens.

L'intrication est un des phénomènes les plus surprenants de la physique quantique. Liée aux célèbres problèmes d'interprétation de cette description de la réalité si adaptée aux phénomènes microscopiques, elle fascine et interroge scientifiques et philosophes. Sa mise en œuvre expérimentale a nécessité des mesures extrêmement précises sur des systèmes isolés de toutes perturbations extérieures. Les prouesses technologiques réalisées pour la démonstration de sa pertinence révèlent les obstacles qui s'opposent à l'émergence rapide d'éventuelles applications technologiques.