Une liaison montante quantique « impossible » se révèle réalisable grâce à des chercheurs australiens

La course mondiale pour bâtir un internet quantique inviolable et sécurisé vient de franchir une étape majeure, grâce à une percée de modélisation réalisée par des chercheurs de l'Université de Technologie de Sydney (UTS). Pour la toute première fois, ces scientifiques ont démontré la faisabilité technique d'une « liaison montante quantique » (quantum uplink) — l'émission de signaux quantiques fragiles directement depuis la surface terrestre vers un satellite en orbite. Cette découverte cruciale, dont les détails sont publiés dans la revue *Physical Review Research*, renverse complètement le paradigme établi de la communication quantique spatiale, offrant une voie plus économique et surtout plus évolutive pour le déploiement d'un réseau mondial sécurisé.

Pendant des années, la communication quantique spatiale, rendue célèbre par le satellite chinois *Micius*, reposait sur une « liaison descendante ». Cette méthode nécessitait que le satellite soit une entité massive, complexe et extrêmement gourmande en énergie, car il devait générer lui-même des photons intriqués en orbite avant de les transmettre vers le sol. Le modèle novateur de l'UTS, dirigé par les Professeurs Simon Devitt et Alexander Solntsev, propose un renversement radical de ce processus. Leur solution ingénieuse consiste à maintenir tout le matériel complexe et énergivore en toute sécurité sur Terre. Les stations au sol, disposant d'une alimentation électrique abondante, se chargeraient de la génération des signaux quantiques. Le satellite devient alors un simple « récepteur » léger, peu coûteux et compact, qui n'a qu'à attendre de capter ces signaux.

Le défi technique était considéré comme insurmontable : comment pourrait-on cibler avec précision un petit satellite voyageant à 20 000 km/h, situé à 500 km au-dessus de nos têtes, avec deux photons distincts tirés depuis des emplacements séparés, en garantissant qu'ils arrivent *exactement au même moment* pour interférer ? « Étonnamment, notre modélisation a montré qu'une liaison montante est réalisable », a déclaré le Professeur Devitt. Il a souligné que leur modèle a pris en compte des obstacles du monde réel, tels que la distorsion atmosphérique, la lumière ambiante émise par la Terre, et même la réflexion de la lumière solaire sur la Lune.

Cette avancée majeure ne se limite pas uniquement à la cryptographie, qui n'exige généralement que quelques photons pour établir une clé sécurisée. Cette méthode de liaison montante est capable de fournir la large bande passante nécessaire pour connecter un jour des ordinateurs quantiques à travers les continents. Le Professeur Devitt a clarifié la distinction : « Un internet quantique est une bête très différente. »

Il a ensuite expliqué les avantages pratiques de leur conception. « Notre méthode fait du satellite une unité simple et compacte... Cela réduit les coûts et la taille et rend l'approche plus pratique. » En simplifiant drastiquement le composant orbital, cette innovation élimine un goulot d'étranglement critique. Elle ouvre la voie à un avenir où l'intrication quantique sécurisée deviendra une commodité mondiale, aussi omniprésente et invisible que l'électricité l'est aujourd'hui.