Science-fiction ou réalité ? Des chercheurs d’Oxford disent avoir franchi un cap dans la téléportation

Des chercheurs de l’Université d’Oxford viennent de franchir une étape de taille dans le domaine des ordinateurs quantiques. Pour la première fois, ils ont réussi à démontrer un calcul quantique distribué, et leur travail est paru dans la revue Nature le 5 février 2025. Cette avancée pourrait bien transformer notre façon de concevoir et d’utiliser les ordinateurs quantiques, et ouvrir la voie à un futur « internet quantique » (un réseau de communication ultra-sécurisé et rapide).

Un problème de montée en puissance résolu

L’un des soucis majeurs avec l’informatique quantique, c’est de pouvoir augmenter le nombre de qubits pour obtenir une machine vraiment puissante – il faut traiter des millions de qubits. Or, fabriquer un seul appareil capable d’en rassembler autant impliquerait une machine énorme. Pour contourner ce souci, les scientifiques d’Oxford ont relié deux processeurs quantiques distincts pour créer un ordinateur quantique entièrement connecté, en misant sur une approche distribuée.

Cette nouvelle méthode ouvre la possibilité d’ajouter théoriquement un nombre illimité de processeurs au réseau, rendant ainsi les ordinateurs quantiques beaucoup plus flexibles et évolutifs (on peut imaginer plusieurs petits modules travaillant ensemble). En utilisant des modules comportant quelques qubits emprisonnés par des ions et reliés par des fibres optiques, ils ont fait transiter les données grâce à la lumière, permettant une intrication efficace entre les qubits de modules séparés, ce qui est essentiel dans la géométrie quantique.

La téléportation quantique et une architecture innovante

Le cœur de cette découverte, c’est la téléportation quantique. Même si on avait déjà téléporté des états auparavant, ici, les chercheurs passent un cap en téléportant des portes logiques via un lien réseau. Cela laisse entrevoir un futur internet quantique où des processeurs éloignés pourraient se connecter pour former un réseau ultra-sécurisé (c’est un peu comme si vos appareils pouvaient communiquer instantanément et en toute sécurité, peu importe la distance).

Dans le cadre de leurs tests, ils ont fait tourner l’algorithme de recherche de Grover sur ce système distribué, montrant bien que cette approche permet de repousser les limites d’un appareil isolé. La démonstration illustre comment une architecture basée sur des liens photoniques peut établir une connectivité logique totale grâce à la téléportation de portes quantiques.

Expériences concrètes et résultats prometteurs

Lors de leurs expériences, les chercheurs ont utilisé deux modules d’ions piégés connectés par des photons, séparés d’environ deux mètres. Chacun de ces modules regroupait des qubits destinés au réseau et au circuit. Ils ont réussi à téléporter une porte contrôlée-Z (CZ) entre deux qubits avec une fidélité de 86% (un résultat vraiment impressionnant quand on sait combien ces manipulations sont délicates).

L’étude n’a pas manqué d’explorer aussi l’implémentation de circuits iSWAP et SWAP distribués, prouvant ainsi la capacité à distribuer des opérations quelconques entre deux qubits. L’utilisation habile des photons comme vecteurs d’information quantique a permis d’assurer une interconnexion complète entre les qubits dispersés dans le réseau.