Des chercheurs de Stony Brook et du Brookhaven National Laboratory ont réussi le 21 août à transmettre des particules de lumière à travers l’air libre sur une distance de 13 miles. Cette démonstration de liaison optique en espace libre constitue une première étape clé pour étendre le réseau quantique national au-delà des câbles à fibres optiques.
Une démonstration sans fil entre Stony Brook et Brookhaven
L’avancée s’est concrétisée lors d’une démonstration menée en plein jour. Les équipes de recherche du laboratoire national de Brookhaven et de l’Université d’État de New York à Stony Brook ont réussi à transmettre des particules de lumière, ou photons, transportant des informations quantiques à l’air libre entre les deux institutions. Selon le communiqué de l’Université Stony Brook, cette opération représente la toute première démonstration de ce type réalisée aux États-Unis.
Pour mener à bien cet essai, les scientifiques ont activé un laser depuis la tour d’observation quantique de Stony Brook, située sur le toit du Health Sciences Center. Les photons ont traversé le cœur d’une fibre optique dont le diamètre ne dépasse pas cinq microns, soit moins d’un dixième de cheveu humain. Ils ont ensuite parcouru une distance de 13 miles à travers les airs pour atteindre un récepteur minuscule installé sur le site du Brookhaven National Laboratory à Upton.
L’intégration de photons intriqués lors des tests de nuit
Après les essais diurnes, le projet a rapidement évolué vers une phase plus complexe impliquant des particules intriquées. Durant des tests nocturnes caractérisés par une baisse de la lumière ambiante, les chercheurs ont envoyé des photons intriqués depuis le laboratoire de physique de Stony Brook jusqu’à la tour d’observation, avant de les distribuer à travers la nouvelle liaison optique sans fil. Les données de l’expérience confirment que les signaux ont été correctement reçus et mesurés à l’arrivée.
Cette étape consolide le réseau quantique le plus long du pays, qui s’étend déjà sur 161 miles et relie plusieurs institutions à travers Long Island et la région métropolitaine de New York. La liaison par espace libre intègre des installations clés telles que le Quantum Watchtower, le Quantum Lighthouse à Brookhaven, et un troisième site en cours de développement à l’Université Yale.
L’Université Stony Brook, dans ses rapports officiels, a souligné qu’il s’agissait d’étendre le réseau quantique le plus long du pays.
Perspectives technologiques et architectures de sécurité
La recherche théorique et technique menée en parallèle s’oriente vers des protocoles d’agrégation de confidentialité renforcée par le quantique, combinant la distribution de clés quantiques et le chiffrement homomorphe léger sur des réseaux de capteurs corporels sans fil.
Les spécifications techniques de ces architectures exigent une filtration rigoureuse des signaux physiologiques bruts pour éliminer les interférences électromagnétiques et les bruits thermiques.
Prochaines étapes pour la connectivité interinstitutionnelle
Le projet ne s’arrête pas aux frontières de l’État de New York. Le laboratoire de Brookhaven a indiqué que la prochaine étape consistera à relier un phare quantique similaire de l’autre côté du détroit de Long Island Sound, directement sur le campus de l’Université Yale dans le Connecticut.