Imaginez une paire de gants. Chacun se trouve dans l’une des deux boîtes, et ces boîtes partent vers des pays différents. En ouvrant l’une, on sait ce qu’il y a dans l’autre. Mais il y a une différence avec ces gants : avant que quiconque ne les examine, on savait déjà qu’il s’agissait d’un gant gauche et d’un gant droit. Ce n’est pas le cas des objets intriqués : aucun d’entre eux ne détient de réponse tant qu’il n’a pas été mesuré.
L'intrication est aujourd’hui présentée comme un moyen de protéger une ligne de communication. Quiconque écoute perturbe ce qui est envoyé, ce qui permet de détecter l’intrusion. Les gouvernements et les banques l’utilisent pour quelques liaisons dédiées.
Mais voici le point essentiel : c’est lent, et cela ne protège que la ligne. En 2020, un satellite chinois a échangé une clé secrète entre deux stations au sol distantes de 1 120 kilomètres, à un huitième de bit par seconde. Il s’agit d’un débit pour les clés, pas pour le trafic. Ainsi, lorsque quelqu’un propose un Internet quantique inviolable, demandez ce qui est protégé. C’est la ligne. Les ordinateurs situés à chaque extrémité ne le sont pas.
Une erreur revient sans cesse. L’intrication ne permet pas de transmettre des messages plus vite que la lumière. Pour envoyer quoi que ce soit, il faudrait choisir le résultat obtenu, ce qui est impossible : votre propre résultat est aléatoire. Les deux parties constatent que leurs résultats correspondent en comparant leurs notes via une ligne téléphonique ordinaire.
À l’intérieur d’une machine, l’intrication est désormais une technique courante. Sur de longues distances, les liaisons record nécessitent un satellite ou un câble dédié, et ne transportent qu’un débit minime. Einstein a évoqué l’intrication en 1935 pour s’opposer à la théorie quantique. C’est désormais une ligne sur un bon de commande.
Qubit · Superposition · Ordinateur quantique · Mécanique quantique
Deux objets sont préparés de manière à partager un même état. La mesure de l'un détermine la valeur que l'autre va prendre, quelle que soit la distance. Aucun des deux n'avait de valeur définie au préalable, ce qui distingue ce phénomène d'une simple coïncidence.
Les paires de particules de lumière constituent le cas de figure classique en laboratoire, et un satellite chinois a permis de partager de telles paires entre des stations au sol distantes de plus de mille kilomètres. À l’intérieur d’un ordinateur quantique, des qubits intriqués sont créés à chaque fois qu’un programme s’exécute.
La correspondance entre les deux résultats apparaît instantanément, et aucune information n'est transmise. Chaque résultat étant aléatoire, rien ne peut être envoyé en le choisissant ; par conséquent, rien ne dépasse la vitesse de la lumière.
Non. L'intrication nécessite des objets qui restent totalement immobiles. Le corps humain échange sans cesse de la chaleur et de la lumière avec son environnement, et ce contact détruit le lien bien plus rapidement que n'importe quelle application ne pourrait l'exploiter.
La superposition désigne le fait qu'un objet puisse se trouver dans plusieurs états à la fois. L'intrication désigne le fait que deux objets partagent un même état, de sorte que leurs résultats coïncident toujours. L'intrication nécessite la superposition ; l'inverse n'est pas vrai.
Oui. Les laboratoires l’ont confirmé dès 1972, et les expériences menées en 2015 ont dissipé les dernières réserves. Le prix Nobel de physique 2022 a été décerné pour ces travaux.
1. Einstein, A., Podolsky, B. et Rosen, N., La description quantique de la réalité physique peut-elle être considérée comme complète ?, Physical Review, 1935.
2. Prix Nobel de physique 2022, décerné à Alain Aspect, John F. Clauser et Anton Zeilinger, NobelPrize.org, 4 octobre 2022.
3. Yin, J. et al., Cryptographie quantique sécurisée basée sur l’intrication sur une distance de 1 120 kilomètres, Nature 582, 501-505, 18 juin 2020, doi 10.1038/s41586-020-2401-y (débit de clé de 0,12 bit par seconde).
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