À l'ère d'Internet, la sécurité des informations numériques fait face à de nombreux défis, avec des moyens d'attaque des hackers de plus en plus complexes, rendant les méthodes de cryptage traditionnelles difficiles à contrer. Dans ce contexte, la cryptographie quantique, grâce à ses caractéristiques exploitant les lois de la physique quantique, offre une nouvelle approche pour la sécurité des communications. Cependant, la route vers un Internet quantique est pleine de défis techniques, parmi lesquels le répéteur quantique, en tant que composant clé, est extrêmement difficile à développer. Récemment, les chercheurs de l'Institut d'optique des semi-conducteurs et d'interfaces fonctionnelles (IHFG) de l'Université de Stuttgart ont obtenu une percée décisive dans ce domaine.

Le professeur Peter Michler, responsable de l'IHFG, déclare : « Nous avons réussi pour la première fois au monde à transférer des informations quantiques entre des photons provenant de deux points quantiques différents. » Ce résultat marque une étape importante dans la technologie de communication quantique. Dans la communication quantique, des particules de lumière individuelles servent de porteurs d'information, leur état de polarisation correspondant à zéro ou un en binaire. En raison des lois de la mécanique quantique, toute interception de la transmission sera détectée, garantissant la sécurité de la communication.

Pour réaliser un Internet quantique, une infrastructure de fibres optiques économique et abordable est indispensable. Mais la transmission de la lumière est limitée en distance, les signaux optiques traditionnels nécessitent un renforcement périodique, alors que les informations quantiques ne peuvent pas être simplement amplifiées, copiées ou relayées. Pour cela, les physiciens développent des répéteurs quantiques, qui rafraîchissent les informations quantiques avant qu'elles ne soient absorbées par les fibres optiques. Cependant, le transfert d'informations quantiques par téléportation quantique nécessite que les photons soient indistinguables, ce qui est extrêmement difficile, car les photons sont produits par différentes sources de lumière à différents endroits.

L'équipe de recherche de l'Université de Stuttgart a développé des sources de lumière semi-conductrices capables de produire des photons presque complètement identiques, réussissant à transférer l'état de polarisation d'un photon provenant d'un point quantique vers un autre point quantique. Le convertisseur de fréquence quantique a été la clé de l'expérience, compensant les différences de fréquence résiduelles entre les photons. L'équipe de recherche indique que le transfert d'informations quantiques entre photons de différents points quantiques est crucial pour franchir de plus grandes distances, et ils s'efforcent actuellement de réaliser des transmissions à plus longue distance et d'améliorer le taux de succès de la téléportation quantique.