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Interview : intrication et téléportation quantique

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Débusquée dans les équations et les principes de la physique quantique par Einstein et Schrödinger, l'intrication quantique permet de téléporter de l'information entre deux particules. Ce transfert qui semble instantané, fleurtant avec la science fiction, est très intriguant. Mais il a été constaté en laboratoire. Pourrait-on imaginer la possibilité d'une téléportation humaine ? Dans le cadre de sa série de vidéos Questions d'experts, sur la physique et l'astrophysique, l'éditeur De Boeck a interrogé Olivier Pujol, maître de conférence à l'Université de Lille, sur cette possibilité.

C'est Albert Einstein, avec ses collaborateurs Boris Podolsky et Nathan Rosen, et Erwin Schrödinger, qui ont attiré l'attention, par deux publications indépendantes en 1935, sur un phénomène étonnant contenu dans les équations et les principes de la mécanique quantique : l'intrication. Il se trouve au cœur du fameux paradoxe EPR et de celui du chat de Schrödinger. Lorsque deux particules sont intriquées, on ne peut plus parler des propriétés de l'une sans parler de celles de l'autre. Elles forment un tout que l'on ne peut pas vraiment dissocier en deux particules indépendantes.

Même séparées par des années-lumière, deux particules restent d'une certaine façon en contact de sorte que la mesure de certaines des caractéristiques de l'une a une influence qui apparaît comme instantanée sur les caractéristiques de l'autre particule (des expériences ont montré qu'à défaut d'être vraiment instantanée, l'influence d'une mesure sur l'une des particules devait se propager sur l'autre considérablement plus vite que la lumière). On parle de non-séparabilité et de non-localité pour décrire cet aspect de l'intrication quantique.

Charles Bennett, l'un des premiers physiciens qui a compris comment faire de la téléportation quantique en 1993. © 2012 ETH Zurich

Bien qu'une influence semble se propager plus vite que la lumière, il n'y a pas nécessairement de conflit avec les principes de la relativité restreinte puisqu'il ne semble pas y avoir de transmission d'énergie ni d'information utilisable directement à une vitesse plus importante que celle de la lumière. Il est tout de même possible de téléporter un état quantique, mais pas de la matière, entre deux particules, plus généralement deux systèmes quantiques intriqués. Mais il ne s'agit pas d'un clonage d'un système quantique pas plus que de la téléportation d'un objet matériel.

La téléportation quantique ne permet donc pas de téléporter des personnes comme dans la saga Star Trek. On pourrait imaginer tout au plus téléporter l'information quantique contenue dans une personne mais cela impliquerait sa mort et la quantité d'information nécessaire pour recréer une copie de la personne initiale après sa destruction est si gigantesque que cela semble à tout jamais impossible.

La téléportation quantique explorée par les pionniers que sont Nicolas Gisin et Anton Zeilinger est donc très probablement destinée à rester confinée à des applications du domaine des télécommunications et du calcul quantiques.

© De Boeck