Première démonstration de téléportation d’énergie

La téléportation est la capacité d’envoyer des informations quantiques d’une partie de l’univers à une autre, sans traverser l’espace intermédiaire. En envoyant toutes les informations qui décrivent une seule particule et en les transmettant à une autre, cette seconde particule prend toutes les caractéristiques de la première.

Il est physiquement indiscernable de la première et, dans un sens, devient la première particule, quoique dans une partie différente de l’univers. D’où le nom de téléportation, démontré pour la première fois dans les années 1990.

Aujourd’hui, la téléportation est un phénomène standard dans les laboratoires d’optique quantique et est devenue une technologie fondamentale derrière l’Internet quantique qui émerge lentement.

Transport d’énergie

Mais il a un autre usage. Dans les années 2000, un physicien japonais appelé Masahiro Hotta de l’Université de Tohoku a poussé l’idée plus loin en suggérant que si la téléportation peut transmettre des informations, elle devrait également pouvoir transmettre de l’énergie. Il a ensuite développé les bases théoriques de la téléportation d’énergie quantique.

Aujourd’hui, Kazuki Ikeda, de l’Université de Stony Brook dans l’État de New York, déclare avoir réussi à téléporter de l’énergie pour la première fois à l’aide d’un ordinateur quantique ordinaire. «Nous rapportons la première réalisation et observation de la téléportation d’énergie quantique sur du matériel quantique réel», dit-il, ajoutant que la capacité de téléporter de l’énergie pourrait avoir de profondes implications pour le futur Internet quantique.

L’idée clé derrière la téléportation d’énergie quantique est que l’énergie de tout système quantique fluctue constamment. Ce sont ces fluctuations énergétiques naturelles qui peuvent être exploitées à un niveau quantique.

Hotta a initialement souligné que la mesure d’une partie d’un système quantique injecte inévitablement de l’énergie dans le système. Dans le monde quantique, cette énergie peut alors être extraite d’une autre partie du système sans que l’énergie ne traverse l’espace intermédiaire. Aucune énergie n’est gagnée ou perdue ; il est simplement transféré.

Démontrer cette idée nécessite un ensemble de particules quantiques qui partagent le même état quantique et sont donc intriquées.

Ceux-ci étaient difficiles à trouver lorsque Hotta a développé ses idées. Mais Ikeda a noté que les systèmes de particules intriquées sont devenus facilement disponibles ces dernières années en raison de l’avènement des ordinateurs quantiques.

En effet, les ordinateurs quantiques d’IBM sont basés sur des qubits supraconducteurs et sont accessibles via Internet. Ikeda a simplement écrit l’algorithme quantique qui met l’idée de Hotta en action, puis a utilisé l’ordinateur quantique d’IBM pour l’exécuter. “Les résultats sont cohérents avec la solution exacte de la théorie”, dit-il.

À l’intérieur de l’ordinateur quantique d’IBM, Ikeda ne pouvait téléporter de l’énergie que sur des distances à peu près de la taille d’une puce informatique. Mais il dit, après avoir démontré l’idée, qu’il devrait être immédiatement possible de téléporter de l’énergie sur des distances beaucoup plus longues.

Réseau quantique

Il souligne que la technologie est déjà disponible pour le faire sur des liaisons existantes, comme une liaison de 158 kilomètres entre l’Université de Stony Brook et le Laboratoire national de Brookhaven. Au-delà de cela, il devrait être possible de téléporter de l’énergie sur un Internet quantique, une fois qu’il sera disponible, probablement dans les années 2030, explique Ikeda.

Cela aura de profondes implications, dit-il. “La capacité de transférer de l’énergie quantique sur de longues distances entraînera une nouvelle révolution dans la technologie de communication quantique”, déclare Ikeda.

Il imagine que l’énergie et l’information seront échangées sur Internet quantique, les commerçants choisissant où les obtenir le plus économiquement. Cela conduira à une nouvelle science de l’économie de l’information quantique, dit-il.

Bien sûr, il y a de nombreuses étapes sur le chemin pour y parvenir, dont la moindre ne sera pas de montrer que la téléportation peut transmettre des quantités utiles d’énergie. Une autre question intéressante est de savoir dans quelle mesure la téléportation d’énergie est différente de la téléportation d’informations et où se situe la différence. Cela devrait aider à démêler la nature profonde de l’univers et les véritables rôles que jouent l’information, l’énergie et les autres primitifs dans notre réalité.


Réf : Première Réalisation de Téléportation d’Énergie Quantique sur Matériel Quantique : arxiv.org/abs/2301.02666

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