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La méthode dite de Quantum Key Distribution (QKD) fonctionne très bien et il existe depuis plusieurs années des solutions développées notamment par la start-up genevoise , leader sur le marché. Le problème, c’est que la communication quantique est pour l’instant limitée par la distance. Au-delà de quelques centaines de kilomètres, les photons se perdent et le signal disparaît. de distribution de clé quantique dans une fibre optique (421 kilomètres) est d’ailleurs détenu depuis 2018 – dans des conditions de laboratoire – par une autre équipe genevoise, celle de Hugo Zbinden, professeur associé au Département de physique appliquée (Faculté des sciences). Mais la réalisation d’un réseau de communication quantique à l’échelle d’un pays ou d’un continent exige de couvrir des distances beaucoup plus grandes.
Comme il est impossible de copier un état quantique, l’enjeu consiste à mettre au point des répéteurs capables de conserver le signal quantique assez longtemps pour établir une liaison entre deux points très éloignés. En 2015, Mikael Afzelius avait déjà réussi à transférer un qubit porté par un photon dans un cristal et à l’y stocker durant 0,5 milliseconde. Il s’agissait d’un cristal dopé à l’europium, un métal appartenant aux terres rares, et maintenu à une température très proche du zéro absolu (-273,15 °C) afin d’éviter que l’agitation thermique ne détruise les propriétés quantiques des atomes. Mais cette durée était encore insuffisante pour une utilisation pratique. En perfectionnant le dispositif expérimental, les scientifiques ont réussi à la multiplier par 40. Ils sont même parvenus à atteindre la durée de 100 millisecondes, mais au prix d’une petite perte de fidélité.
Le chercheur genevois vise désormais à allonger davantage encore le temps de stockage, ce qui implique des difficultés techniques pour l’instant irrésolues. Avec son équipe, il cherche également à trouver le moyen de concevoir des mémoires capables de stocker plus d’un seul photon à la fois, gage de confidentialité.

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