La communication et les voyages rapides que la lumière (FTL) sont l'idée que l'information ou la matière peut se déplacer plus rapidement que la lumière. Cependant, selon la théorie de la relativité restreinte d'Einstein, seuls les photons sans masse au repos peuvent voyager plus vite que la vitesse de la lumière.
Cependant, on a supposé que la particule hypothétique de tachyon, nommée par Gerald Feinberg dans son article de 1967 intitulé "La probabilité de particules plus rapides que la lumière", se déplace plus vite que la vitesse de la lumière. Pourtant, s'il n'existait qu'en tant que phénomène, cela violerait les lois de la causalité et montrerait que le voyage dans le temps est en effet une possibilité - une affirmation que la communauté scientifique trouve souvent invraisemblable en tant que théorie.
Maintenant que la théorie de base sous-jacente au paradoxe du plus rapide que la lumière a été avancée, la question est maintenant : qu'est-ce que la communication par intrication quantique et comment est-elle liée à la théorie du voyage plus rapide que la lumière ?
Qu'est-ce que la communication intriquée ou intriquée quantique ?
Afin de bien comprendre la communication basée sur l'intrication quantique, il est d'abord nécessaire de comprendre l'intrication quantique. L'intrication implique le fait que la communication se produit instantanément, et a été proposée pour la première fois par Einstein, Podolsky et Rosen comme une "action effrayante à distance" et a ses racines dans le débat sur l'intrication quantique et la superposition quantique qui a été développé pour la première fois dans les années 1920 et 1930. . En termes simples, cela se produit lorsque deux particules se lient, quelle que soit leur proximité réelle.
Pourtant, malgré le fait que les particules quantiques intriquées semblent interagir instantanément quelle que soit la distance et donc se déplacer à la vitesse de la lumière, l'interprétation moderne de la mécanique quantique montre qu'il est impossible d'envoyer des données en utilisant l'intrication quantique. Un modèle fiable et pratique de communication par intrication quantique est là où les choses se compliquent. Pour que des informations soient transmises ou communiquées, elles doivent être envoyées sous forme de données, ce qui n'est pas possible avec l'intrication quantique. Cependant, si cela est correct et que la communication par intrication quantique devient viable à l'avenir, leur utilisation pourrait avoir un impact significatif dans des domaines tels que le transfert sécurisé d'informations et la technologie de détection.
En octobre 2022, El Pais a publié une interview du physicien français Serge Haroche, qui a partagé le prix Nobel de physique 2012 pour ses travaux sur le contrôle et la capture de particules individuelles tout en préservant leur caractère quantique. On lui a demandé ce que cela signifierait pour la communication quantique lorsqu'Alain Aspect, John F. Clauser et Anton Zeilinger ont partagé le prix Nobel de physique en 2022 pour "des expériences avec des photons intriqués, démontrant la violation des inégalités de Bell et une science de l'information quantique pionnière". " Comme on pouvait s'y attendre, sa réponse était instructive :
"[…] Au cours des 40 dernières années, des aspects fondamentaux de l'intrication ont été étudiés pour montrer ce qui se passe lorsque les photons restent liés par un lien intangible appelé intrication, même s'ils sont distants de milliers de kilomètres. A cette époque, il n'y avait pas d'application pour cette expérience. Il a fallu 20 ans à des expériences comme la nôtre pour montrer que des systèmes quantiques isolés pouvaient être contrôlés. Aujourd'hui, la communication quantique est assez populaire et a évolué. Les gens vont maintenant penser que cela peut être utile d'une certaine manière.
L'argument est renforcé par la découverte que "sur une certaine base variable continue, l'intrication des photons se régénère lorsque les photons s'éloignent de leur source"; cela pourrait être le cas pour certaines des applications mentionnées ci-dessus pour envoyer en toute sécurité des informations quantiques sur de longues distances.
Quels sont les effets de la communication quantique sur la cybersécurité ?
La technologie quantique aura sans aucun doute un impact significatif sur la cybersécurité et la cryptographie. Les agences gouvernementales du monde entier préparent déjà des plans pour le "Q-Day", où les ordinateurs quantiques peuvent utiliser la méthode de Shor pour déchiffrer tous les systèmes à clé publique basés sur la factorisation d'entiers.
La communication quantique est une méthode qui utilise les propriétés uniques de ces états quantiques pour assurer la sécurité, nécessitant que les informations soient codées dans des états quantiques appelés qubits, contrairement au système binaire traditionnel composé de "zéros et de uns". Les photons sont généralement utilisés pour cela.
La distribution de clé quantique (QKD) théoriquement saine et évolutive nécessite des nœuds fiables sur de très longues distances. Actuellement, la longueur maximale d'une seule liaison QKD est d'environ 100 km, et le point effectif se situe entre 20 et 50 km. Les travaux se poursuivent sur les répéteurs quantiques et le satellite-QKD pour augmenter la portée. Bien que les coûts du cycle de vie complet ne soient pas encore connus, les coûts supplémentaires de l'intégration du matériel peuvent être inabordables.
D'autre part, la cryptographie post-quantique (PQC) est une stratégie supplémentaire pour faire face aux futurs problèmes de sécurité qui ne dépendent pas de l'intrication quantique. La sécurité PQC est toujours controversée et a des isogènes supersingulaires basés sur des réseaux, des codes, des hachages et des variantes quadratiques multivariées. Les algorithmes s'exécutent au niveau de la couche logicielle, ce qui présente un avantage à longue distance.
D'autres contraintes de cette stratégie incluent les exigences croissantes en mémoire et/ou en temps du logiciel et les coûts de mise en œuvre encore inconnus tels que QKD. Cependant, les algorithmes PQC ont un avantage dans ce scénario, car les coûts des technologies de sécurité quantique basées sur les puces sont clairement en baisse et continueront de baisser.
résultat
À l'heure actuelle, les progrès de la technologie et de la recherche quantiques soulèvent la possibilité qu'un jour les communications basées sur l'intrication quantique deviendront une réalité, facilitant les communications et la cybersécurité, et inaugurant une toute nouvelle ère technologique. Les meilleurs exemples de cela à ce jour sont les lauréats du prix Nobel 2022 Aspect, Clauser et Zeilinger.
Jusque-là, nous devrons croiser les doigts et attendre que le tachyon critique de Feinberg apparaisse.
Source : thequantuminsider – James Dargan
📩 21/02/2023 14:20