Publié le 12 mars 2024.
Par Christophe Romei

Le secteur des télécommunications bascule dans l’ère quantique

Publié le 12 mars 2024.
Par Christophe Romei

Les points quantiques accordés aux fréquences de télécommunications C-Band seront compatibles avec les réseaux télécoms en fibre optique actuels, ouvrant de grandes perspectives pour les réseaux télécoms quantiques mondiaux et l'internet quantique futur. Ces minuscules particules semi-conductrices peuvent émettre n'importe quelle couleur de lumière en fonction de leur taille, permettant des systèmes de communications quantiques évolutifs avec des photons indiscernables. Quels pourraient être les impacts d'un tel développement ?

Pendant le MWC24, il y avait une Zone Quantum Européenne qui présenter des innovations en technologies quantiques, mettant en avant la communication quantique sécurisée. Avec des démos et des initiatives variées, l’Europe démontre son leadership dans le domaine, visant à intégrer ces technologies dans le marché et à révolutionner la cybersécurité, les télécommunications et bien plus. Ce que révèle le MWC24 n’est qu’un aperçu de l’ambition européenne de faire progresser les technologies quantiques vers une intégration marché-industrie, visant à transformer radicalement nos moyens de communication, de traitement de l’information, et d’interaction avec le monde.

Il y a eu aussi des conférence l’une d’elle avec Ilana Wisby, experte en calcul quantique et PDG d’Oxford Quantum Circuits, a exposé comment les capacités de traitement de nouvelle génération pourraient révolutionner la gestion des réseaux en réduisant considérablement le temps nécessaire pour effectuer des calculs complexes. Elle a expliqué que les principes de l’intrication quantique pourraient former la base de divers algorithmes dans les domaines de l’optimisation, de l’apprentissage automatique et de la simulation, facilitant ainsi la résolution rapide de problèmes variés. Ces algorithmes permettraient de trouver des solutions à des problèmes actuellement insolubles en quelques instants plutôt qu’en milliers d’années.

Elle a utilisé l’exemple du dilemme d’un vendeur itinérant calculant le nombre de villes qu’il peut visiter en un minimum de temps pour illustrer comment, dans le régime quantique, un tel problème peut être encodé et résolu beaucoup plus efficacement. Malgré les avantages significatifs du calcul quantique pour la société, Wisby souligne que des défis importants en matière de sécurité et d’éthique restent à relever. Du point de vue technique, l’avancée du calcul quantique ouvre des horizons prometteurs pour le traitement des données et la résolution de problèmes complexes en un temps record. Cependant, il est crucial d’adresser les implications en matière de sécurité et d’éthique pour assurer une intégration responsable et bénéfique de cette technologie dans notre société.

Vers un horizon quantique

En franchissant les frontières de la physique moderne, nous entrevoyons l’avenir des communications mondiales. À mesure que nous progressons dans le 21e siècle, les télécommunications quantiques deviendront la norme pour l’émission, la distribution, le stockage et le traitement des données. Les défis techniques, stratégiques et réglementaires que le secteur des télécommunications doit relever, en insistant sur la collaboration, l’innovation et une approche globale pour sécuriser notre avenir numérique face aux avancées quantiques est urgentes ! L’importance de sensibiliser et de former les parties prenantes sur les implications de l’informatique quantique a été mise en avant. Les efforts d’éducation et de politique publique doivent se renforcer pour construire une main-d’œuvre qualifiée et consciente des enjeux, facilitant ainsi une transition fluide vers des environnements sécurisés à l’épreuve du quantique.

Le rôle clé des répéteurs quantiques

Ces réseaux de télécommunication quantique fonctionneront sur des fréquences de télécommunication grâce à des répéteurs quantiques. Pour comprendre leur importance, il est nécessaire d’introduire le concept de “points quantiques” ou QDs.

Les QDs sont d’incroyablement petites particules de semi-conducteur, dont la taille peut varier entre 2 et 10 nanomètres. Ils possèdent une propriété optique unique : ils sont capables d’absorber l’énergie lumineuse, d’atteindre un état “excité”, puis de libérer des photons lorsqu’ils retournent à leur état d’origine ou “état fondamental”. Plus un QD est petit, plus l’énergie nécessaire pour l’exciter est importante et plus la longueur d’onde de la lumière émise est courte.

Avancée majeure dans la recherche

Cette année, la National Library of Medicine des États-Unis a publié un article sur la génération à la demande de photons dans la bande C des télécoms à l’aide de dispositifs à points quantiques. Parvenir à déplacer l’émission de QDs vers les longueurs d’onde de la bande C nécessite des schémas de croissance soigneusement adaptés. Cela permettrait de réduire les pertes de conversion qui limitent actuellement l’efficacité des sources.

Dans le même temps, l’Optica Publishing Group a souligné l’importance de l'”indiscernabilité” des photons pour la réalisation de schémas d’information quantique à grande échelle. Les photons générés à la demande à l’aide de QDs ont démontré des propriétés optiques quantiques sans précédent en termes de pureté, de luminosité et d’indiscernabilité.

Le futur des réseaux de télécommunication

Avec l’tente du développement de ces “indésirables” QDs directement émettant des photons à des longueurs d’onde de télécommunication, la compatibilité avec les réseaux de fibres existants est en vue. Cela ouvrirait la voie à une communication quantique à longue distance, ainsi qu’à une connectivité à faibles pertes entre les différents nœuds du futur réseau quantique. Ainsi, les QDs semblent être la clé pour franchir le pas vers un futur où la communication quantique sera la norme. Un avenir qui, il y a à peine une génération, semblait relever de la science-fiction.

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