La communication quantique est au cœur de l'informatique quantique. Elle offre les avantages d'une confidentialité absolue, d'une grande capacité de communication et d'une vitesse de transmission élevée. Elle permet d'accomplir des tâches spécifiques que la communication classique ne peut réaliser. Elle utilise un système de clé privée, indéchiffrable, pour garantir une communication véritablement sécurisée. C'est pourquoi elle est devenue une référence mondiale en science et technologie. Elle utilise l'état quantique comme élément d'information pour assurer une transmission efficace. C'est une nouvelle révolution dans l'histoire des communications, après la téléphonie et la communication optique.
Les principaux composants de la communication quantique :
Distribution de clés secrètes quantiques :
La distribution de clés secrètes quantiques ne sert pas à transmettre des contenus confidentiels. Elle sert plutôt à établir et à communiquer un livre de chiffrement, c'est-à-dire à attribuer la clé privée aux deux parties d'une communication personnelle, ce que l'on appelle communément la communication cryptographique quantique.
En 1984, Bennett (États-Unis) et Brassart (Canada) ont proposé le protocole BB84, qui utilise des bits quantiques comme vecteurs d'information pour coder des états quantiques en utilisant les caractéristiques de polarisation de la lumière afin de générer et de distribuer en toute sécurité des clés secrètes. En 1992, Bennett a proposé un protocole B92 basé sur deux états quantiques non orthogonaux à flux simple et à demi-efficacité. Ces deux schémas reposent sur un ou plusieurs ensembles d'états quantiques uniques, orthogonaux et non orthogonaux. Enfin, en 1991, Ekert (Royaume-Uni) a proposé le protocole E91 basé sur l'état d'intrication maximale à deux particules, à savoir la paire EPR.
En 1998, un autre schéma de communication quantique à six états a été proposé pour la sélection de polarisation sur trois bases conjuguées composées de quatre états de polarisation et de rotations gauche et droite dans le protocole BB84. Ce protocole s'est avéré être une méthode de distribution critique sûre, inviolable jusqu'à présent. Le principe d'incertitude quantique et de non-clonage quantique garantit sa sécurité absolue. Par conséquent, le protocole EPR présente une valeur théorique essentielle. Il relie l'état quantique intriqué à une communication quantique sécurisée et ouvre une nouvelle voie pour cette communication.
téléportation quantique：
La théorie de la téléportation quantique proposée par Bennett et d'autres scientifiques dans six pays en 1993 est un mode de transmission quantique pur qui utilise le canal de l'état d'intrication maximal à deux particules pour transmettre un état quantique inconnu, et le taux de réussite de la téléportation atteindra 100 % [2].
En 1999, le groupe autrichien A. Zeilinger a réalisé la première vérification expérimentale du principe de téléportation quantique en laboratoire. Dans de nombreux films, ce scénario est fréquent : une mystérieuse silhouette disparaît soudainement à un endroit précis et semble soudain se retrouver à sa place. Cependant, la téléportation quantique violant le principe de non-clonage quantique et l'incertitude de Heisenberg en mécanique quantique, elle relève de la science-fiction classique.
Cependant, le concept exceptionnel d'intrication quantique est introduit dans la communication quantique, qui divise l'information quantique inconnue de l'état initial en deux parties : l'information quantique et l'information classique, ce qui permet ce miracle incroyable. L'information quantique est l'information non extraite lors du processus de mesure, tandis que l'information classique est la mesure initiale.
Progrès dans la communication quantique :
Depuis 1994, la communication quantique est progressivement entrée dans la phase expérimentale et progresse vers un objectif pratique, ce qui présente un fort potentiel de développement et des avantages économiques. En 1997, Pan Jianwei, un jeune scientifique chinois, et Bow Meister, un scientifique néerlandais, ont expérimenté et réalisé la transmission à distance d'états quantiques inconnus.
En avril 2004, Sorensen et al. ont réalisé pour la première fois une transmission de données de 1,45 km entre banques en utilisant la distribution d'intrication quantique, marquant ainsi le passage de la communication quantique du laboratoire à l'application. Aujourd'hui, la technologie de communication quantique suscite un intérêt considérable de la part des gouvernements, de l'industrie et du monde universitaire. Certaines entreprises internationales de renom développent également activement la commercialisation de l'information quantique, telles que British Telephone and Telegraph Company, Bell, IBM, les laboratoires AT&T aux États-Unis, Toshiba au Japon, Siemens en Allemagne, etc. De plus, en 2008, le « projet mondial de développement d'un réseau de communication sécurisé basé sur la cryptographie quantique » de l'Union européenne a mis en place un réseau de démonstration et de vérification de communication sécurisée à 7 nœuds.
En 2010, le magazine américain Time a rapporté le succès de l'expérience chinoise de téléportation quantique à 16 km dans la rubrique « Nouvelles explosives » sous le titre « Avancée de la science quantique chinoise », indiquant que la Chine pouvait établir un réseau de communication quantique entre le sol et le satellite [3]. La même année, l'Institut national de recherche sur le renseignement et la communication du Japon, Mitsubishi Electric et NEC, ID Quantified (Suisse), Toshiba Europe Limited et All Vienna (Autriche) ont établi le réseau métropolitain de communication quantique à six nœuds « Tokyo QKD Network » à Tokyo. Ce réseau se concentre sur les derniers résultats de recherche des instituts de recherche et des entreprises affichant le plus haut niveau de développement en matière de technologie de communication quantique au Japon et en Europe.
Située à Beijing Zhongguancun, dans la Silicon Valley chinoise, Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. est une entreprise de haute technologie au service des instituts de recherche, universités et chercheurs scientifiques nationaux et étrangers. Notre entreprise se consacre principalement à la recherche et au développement, à la conception, à la fabrication et à la commercialisation de produits optoélectroniques. Elle propose des solutions innovantes et des services professionnels et personnalisés aux chercheurs scientifiques et aux ingénieurs industriels. Forte de plusieurs années d'innovation, elle a développé une gamme complète et performante de produits photoélectriques, largement utilisés dans les secteurs municipal, militaire, des transports, de l'énergie électrique, de la finance, de l'éducation, de la médecine et bien d'autres.
Nous nous réjouissons de coopérer avec vous !
Date de publication : 5 mai 2023