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Téléportation Qubit entre nœuds non voisins dans un réseau quantique.

Source : https://www.nature.com/articles/s41586-022-04697-y
« Les futures applications Internet quantiques tireront leur puissance de la capacité de partager des informations quantiques sur le réseau.
La téléportation quantique permet le transfert fiable d’informations quantiques entre des nœuds distants, même en présence de connexions réseau avec beaucoup de perte.

Bien que de nombreuses démonstrations expérimentales aient été effectuées sur différentes plates-formes de réseau quantique, allant au-delà des nœuds directement connectés, cette teleportation quantiqye a jusqu’à présent été entravée principalement par deux points :

  • les exigences sur l’enchevêtrement à distance pré-partagé,
  • la lecture conjointe des qubits et les temps de cohérence.
    Une équipe a réussi néanmoins un essai de téléportation quantique entre des nœuds distants et non voisins dans un réseau quantique.
    Ce réseau utilise trois nœuds connectés optiquement basés sur des qubits de spin à semi-conducteurs. Le téléporteur est préparé en établissant un enchevêtrement à distance sur les deux liaisons, puis d’un échange liaisons suivi d’un échange d’enchevêtrement sur le nœud du milieu et enfin d’un stockage dans un qubit de mémoire.
    Il est démontré ainsi qu’une fois que la préparation réussie du téléporteur est annoncée, des états qubit arbitraires peuvent être téléportés avec une fidélité au-dessus de la limite dite classique, même avec l’efficacité unitaire. Ces résultats sont rendus possibles par des innovations clés dans la procédure de lecture du qubit, la protection du qubit de la mémoire active pendant la génération de l’enchevêtrement et le héraldage sur mesure qui réduit les infidélités d’enchevêtrement à distance.
    Ces travaux démontrent, selon les auteurs, un élément de base idéal pour les futurs réseaux quantiques et ouvre la porte à l’exploration de protocoles et d’applications multi-nœuds basés sur la téléportation.

Introduction :
Pourquoi appelle-t-on téléportation quantique le signal qui est envoyé des à travers le réseau sous forme de qubits ?
Presque insensible à la perte de donnée, mais avec une clé d’interpretation, ce signal se présente sous la forme d’un état enchevêtré pré-partagé.
Ainsi, les informations dites « quantiques » sont transférées en effectuant une mesure conjointe de l’état Bell (BStateMeasurement, BSM) sur la partie de l’expéditeur de l’état enchevêtré et de l’état qubit à téléporter.
L’état est récupéré sur le nœud récepteur par une opération de grille conditionnée sur le résultat BSM.
Étant donné que les informations quantiques ne sont pas transmises par un transporteur physique, le protocole est insensible à la perte dans les canaux photoniques de connexion et sur les nœuds intermédiaires.
Un BSM déterministe combiné à l’avance en temps réel permet une téléportation inconditionnelle, dans laquelle un transfert d’état est réalisé chaque fois qu’un état qubit est inséré dans le téléporteur.

Des explorations pionnières des protocoles de téléportation quantique ont été effectuées en utilisant des états photoniques. À la suite du développement de nœuds de réseau quantique avec des qubits stationnaires, la téléportation qubit à distance a été réalisée entre des ions piégés, des atomes piégés, des centres de vide d’azote diamant (NV) et des nœuds de mémoire basés sur des ensembles atomiques. »

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