fr.wedoany.com Rapport : Récemment, la National Science Foundation (NSF) des États-Unis a dévoilé les dernières avancées concernant l'infrastructure des réseaux quantiques, avec des axes prioritaires incluant les bancs d'essai régionaux de réseaux quantiques, les répéteurs quantiques, le stockage quantique, les détecteurs photoniques avancés, les liaisons par satellite et une infrastructure ouverte destinée aux instituts de recherche et aux start-ups. Cette orientation constitue un élément clé de la prochaine génération de systèmes de communication et d'information, visant à connecter les ordinateurs quantiques, les capteurs quantiques et les nœuds de communication quantiques afin de fournir une nouvelle base réseau pour les mesures de haute précision, les communications sécurisées et les calculs complexes.
La différence entre un réseau quantique et l'Internet traditionnel réside dans le fait que ce dernier transmet des bits classiques composés de 0 et de 1, tandis que le réseau quantique traite des bits quantiques. Les bits quantiques peuvent exister dans un état de superposition et peuvent également s'associer à des nœuds distants par intrication, ce qui confère au réseau quantique le potentiel de connecter des capteurs quantiques distribués et des ressources de calcul quantique. La NSF américaine suggère que les réseaux quantiques pourraient à l'avenir être utilisés pour la prédiction des séismes, la surveillance agricole, la détection des ondes gravitationnelles, la science des matériaux et la découverte de médicaments, ainsi que pour fournir des capacités de positionnement sans GPS dans des environnements où les signaux satellites sont limités, comme les tunnels, les zones sous-marines ou souterraines. Pour l'industrie des télécommunications, ce type de réseau ne se limite plus à augmenter la bande passante ou à réduire la latence, mais modifie la forme fondamentale de l'information, transformant potentiellement le réseau de communication d'un « canal de transmission de données » en une « plateforme collaborative de capacités de détection, de calcul et de sécurité ».
Actuellement, l'ingénierie des réseaux quantiques est encore confrontée à des contraintes évidentes. Les états quantiques sont extrêmement sensibles aux perturbations de température, aux interférences environnementales et aux pertes de transmission. La distance de propagation des signaux quantiques dans les fibres optiques ou l'atmosphère est limitée, et les informations quantiques ne peuvent pas être directement copiées ou amplifiées comme les signaux classiques.
C'est également la raison pour laquelle la NSF américaine a classé les répéteurs quantiques, le stockage quantique à longue durée de vie et les détecteurs photoniques avancés comme axes prioritaires. Les répéteurs quantiques doivent être capables de stocker, de transmettre et d'étendre la liaison sans détruire l'état quantique, ce qui en fait un composant clé pour faire passer les réseaux quantiques des laboratoires aux infrastructures urbaines, aux systèmes énergétiques et aux communications interrégionales. Les investissements connexes incluent également le banc d'essai régional QuantumGrid à Chattanooga, dans le Tennessee, qui utilise des câbles à fibres optiques souterrains existants pour tester les signaux quantiques et explore, autour des applications de réseau électrique, un plan pour des réseaux quantiques et des centres de calcul commercialisables. Le Center for Quantum Networks, soutenu par la NSF américaine, mène également des expériences intégrées allant de la fibre optique aux plateformes de communication par satellite, cherchant à établir une pile technologique complète capable de connecter des processeurs quantiques et de transmettre des données quantiques.
Les progrès ultérieurs de l'industrialisation dépendront de la fiabilité des répéteurs quantiques, de la durée de vie du stockage quantique, de l'efficacité de la détection photonique, de la coordination des liaisons par satellite, de l'adaptation des fibres optiques souterraines urbaines et de l'offre de talents en quantique. Alors que la NSF américaine avance simultanément sur le National Quantum Virtual Laboratory, le réseau d'infrastructure quantique et nanotechnologique d'un milliard de dollars et le programme NSF X-Labs de 1,5 milliard de dollars, les réseaux quantiques passent progressivement de sujets de recherche de pointe à une phase de construction d'infrastructures. Pour l'industrie des technologies de l'information et de la communication, cette orientation ne remplacera pas à court terme l'Internet existant et les réseaux de communication mobile, mais elle créera d'abord des points d'entrée applicatifs dans des scénarios tels que la sécurité des réseaux électriques, la navigation en environnements spéciaux, le calcul scientifique, les communications de défense et la détection haut de gamme.
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