La téléportation quantique, ce n’est pas Star Trek

La NASA a réussi une téléportation quantique. Si l’exploit est énorme, il s’agit ici de physique quantique, et les référentiels auxquels nous sommes habitués ne s’appliquent pas. Pas question ici de téléportation physique, ni de transfert de données.

Enterprise, prêts pour la téléportation

La NASA a réussi une téléportation quantique, pour la première fois, sur 44 kilomètres. Si le mot téléportation fait fantasmer et évoque aux plus âgés des images de l’équipage de Star Trek disparaissant pour réapparaître à la surface d’une planète, on en est, en réalité, très très loin. Il s’agit d’une téléportation quantique.

La physique quantique est, elle aussi, sujette à de nombreux fantasmes, mais ceux-ci reposent sur quelque chose de différent : le fait qu’on ne puisse pas l’expliquer. Ce qui n’est pas tout à fait exact : on peut expliquer la physique quantique, mais avec des équations extrêmement complexes. En revanche, décrire les phénomènes quantiques avec des mots s’avère quasiment impossible, et est surtout la porte ouverte à de nombreuses incompréhensions, ou, pire, de mauvaises compréhensions.

Principe de superposition

Dans le cas de la téléportation quantique, il ne s’agit pas de transfert de matière ou d’énergie, mais d’un état quantique.

La communication d’une information d’un ordinateur à un autre se fait par bits, c’est à dire des 0 ou des 1 : c’est ce qu’on appelle l’état, c’est à dire tous les aspects de ce que l’on transfère. Une communication quantique se fait par qbits, des bits quantiques, qui sont superposés, c’est à dire qu’ils sont à la fois des 0 et des 1, obéissant à un principe non déterministe.

Concrètement, si un qbit dans un ordinateur A est sous forme de 1, l’envoyer à un ordinateur B ne garantit absolument pas que ce sera toujours un 1 en arrivant. Il pourra être un 0, ou même un 1 et un 0 simultanément, jusqu’à ce qu’on l’observe. L’état, dit état quantique du système ne sera pas le même à l’arrivée qu’au départ.

Écouter son MP3 quantique n’est pas pour demain

Ce qu’ont réussi à faire les ingénieurs de la NASA, c’est une téléportation quantique, c’est à dire que l’état des qbits du système A a été transféré à l’identique au système B.

Pourquoi parle-t-on alors de téléportation quantique plutôt que, simplement, de transferts de données ? Parce que l’opération est destructive. Contrairement à un système classique où l’envoi d’un fichier d’un poste A vers un poste B fait que le fichier existe simultanément sur les deux postes, l’état quantique du système A cesse d’exister au moment même où il est envoyé au système B.

Cela vient de la méthode : la NASA a en effet utilisé l’intrication quantique. Pour faire simple (très simple), l’intrication quantique est un phénomène ou deux particules sont interdépendantes quelle que soit la distance qui les sépare.

Si l’une est, dans l’exemple d’un qbit, dans un état 1, et que l’autre est au même moment dans un état 0, si l’on change l’état de la première vers 0, alors l’autre deviendra immédiatement et sans intervention un 1. Dans aucun cas, il ne sera possible de voir les deux qbits être des 1 ou des 0 simultanément.

Ce qu’ont réussi à faire les ingénieurs de la NASA est donc un exploit technique, qui ouvre des possibilités gigantesques pour les communications de demain, mais il faudra attendre encore très longtemps avant l’arrivée d’applications concrètes, et que, dans tous les cas de figure, on est très, très loin de pouvoir téléporter de la matière.

L’information rappelle néanmoins de ne pas appliquer nos référentiels physiques dès qu’il s’agit de physique quantique.