puces quantiques photoniques intégrées Photo : Université de Pékin
Des scientifiques chinois ont construit le premier réseau de distribution de clés quantiques (QKD) à grande échelle au monde, basé sur des puces quantiques photoniques intégrées, ce qui constitue une solution réalisable pour la construction de réseaux et d'applications de puces de communication quantique à grande échelle. La revue internationale Nature a publié les résultats en ligne jeudi.
Ce réseau quantique permet une communication parallèle entre 20 utilisateurs équipés de ces puces quantiques. Il peut couvrir des distances allant jusqu'à 3 700 kilomètres, ce qui le place au premier rang mondial en termes de nombre d'utilisateurs et de portée globale du réseau, selon les rapports de l'agence de presse Xinhua.
Cette nouvelle réalisation surmonte l'obstacle de longue date grâce au développement de puces quantiques photoniques hautes performances entièrement intégrées par une équipe de recherche dirigée par le professeur Wang Jianwei de l'Université de Pékin et l'académicien Gong Qihuang.
QKD utilise les principes de la mécanique quantique pour partager en toute sécurité des clés de chiffrement. En transmettant les clés via des états quantiques, il garantit que toute tentative d’écoute sera détectable, assurant ainsi la sécurité de la communication. La distribution de clés quantiques à double champ (TF-QKD) est une forme avancée de QKD. Il excelle dans la transmission longue distance et permet à plusieurs utilisateurs de partager des équipements de détection coûteux, ce qui le rend plus efficace et plus pratique pour les réseaux étendus.
Cependant, TF-QKD nécessite des sources lumineuses et des dispositifs de modulation extrêmement performants. L’intégration de ces composants dans du matériel compact au niveau des puces a constitué un obstacle technique majeur. En conséquence, la technologie s'est jusqu'à présent limitée pour l'essentiel à de simples connexions point à point, selon le rapport de Xinhua.
Wang a déclaré qu'il s'agissait de la première démonstration internationale depuis plus de 20 ans d'un réseau de distribution de clés quantiques basé sur des puces quantiques photoniques.
Les expériences montrent que les puces quantiques photoniques développées par l'équipe présentent une grande uniformité dans la fabrication au niveau des tranches, ce qui promet une production de masse à faible coût et pose une base technique pour la construction de réseaux de distribution de clés quantiques d'utilisateurs à plus longue distance et à plus grande échelle, selon Xinhua.
« Le réseau de puces QKD représente l'une des voies importantes vers la miniaturisation du système et le déploiement pratique des appareils », a déclaré Wang. Les puces quantiques photoniques hautes performances et peu coûteuses recèlent un énorme potentiel pour promouvoir l’application à grande échelle des réseaux quantiques.
Gong estime que ce développement constitue un cas exemplaire de technologie quantique photonique intégrée conduisant au développement de la communication quantique.
Cette réalisation fournit une solution réalisable pour la construction de réseaux de puces de communication quantique à grande échelle et revêt une importance importante pour promouvoir la miniaturisation, la praticité et l'évolutivité des systèmes de communication quantique, selon le rapport de Xinhua.
