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Une percée majeure vers l’internet quantique


PHOTO TIRÉE DE SCIXEL, VIA AGENCE FRANCE-PRESSE

Illustration du protocole de téléportation quantique réalisé par les chercheurs de l’Université de Delft.

(Paris) Des chercheurs ont franchi une étape clé vers un internet quantique ultra-sécurisé, en créant un réseau rudimentaire d’échange d’informations par téléportation à trois temps, ont-ils révélé mercredi dans une étude.

Publié à 12h29

JULIETTE COLLENAGENCE FRANCE-PRESSE

Un internet quantique — qui ne devrait pas voir le jour avant une dizaine d’années — sera un réseau à grande échelle connectant les utilisateurs via des applications inédites et « impossibles à réaliser avec le web classique », explique à l’AFP Ronald Hanson de l’Université de Delft (Pays-Bas), co-auteur de ces travaux parus dans la revue Nature.

L’échange d’informations s’y fera non sous la forme de bits classiques — les 0 et 1 à la base de l’informatique — mais de bits quantiques (qubits).

Ces qubits exploitent les lois de la physique quantique, qui régit le monde à l’échelle de l’infiniment petit. L’une de ces propriétés est l’intrication, aussi appelée enchevêtrement, un étrange phénomène par lequel deux particules enchevêtrées se comportent de manière identique quelle que soit la distance les séparant : comme reliées par un fil invisible, elles partagent un même état.

L’état d’un qubit enchevêtré est ainsi partagé avec l’autre, et leur coordination est si parfaite qu’on parle de téléportation : en théorie, toute modification des propriétés de l’un modifie instantanément celles de l’autre, même à l’autre bout de la Terre.

Les bits quantiques peuvent actuellement se transmettre par l’intermédiaire de fibres optiques, mais la téléportation reste limitée : au-delà d’une centaine de kilomètres, le signal s’atténue voire se perd. Si on veut maintenir l’intrication de bout en bout, il faut que les qubits soient directement reliés par une « chaîne » quantique.

Alice, Bob et Charlie

C’est l’exploit décrit dans l’étude de Nature, par lequel les scientifiques ont introduit un relais, afin d’allonger la portée de la communication. La communication quantique, qui se limitait à deux acteurs communément appelés Alice et Bob, peut désormais compter sur un troisième personnage, Charlie.

L’expérience s’est déroulée dans deux laboratoires de QuTech, une collaboration entre l’Université de technologie de Delft et l’Organisme néerlandais des sciences appliquées TNO.

Des qubits à base de diamant ont été placés sur un circuit comprenant trois interconnexions appelées « nœuds quantiques ». Les nœuds Alice et Bob se trouvent dans deux laboratoires distants de plusieurs mètres, et reliés par fibre optique, et pareillement Bob est directement relié à Charlie. Alice et Charlie ne peuvent pour l’instant pas se parler.

Les chercheurs ont d’abord intriqué les nœuds physiquement reliés (le couple Alice-Bob et le couple Bob-Charlie). Puis utilisé Bob comme intermédiaire, et par un procédé d’échange d’intrication, réussi à enchevêtrer Alice et Charlie.

Bien que non reliés physiquement, ces deux derniers ont ainsi pu se transmettre directement un message. Le signal était de surcroît d’excellente qualité, sans aucune déperdition — une gageure au regard de l’extrême instabilité d’un bit quantique.

Et cette transmission a pu se faire dans le plus grand secret, comme le veulent les lois quantiques : avec l’intrication, toute tentative d’interception ou d’espionnage du message change automatiquement les qubits, détruisant le message lui-même.

Ce premier réseau embryonnaire de téléportation quantique ouvre la voie à des connexions à grande échelle : il prouve à l’échelle du laboratoire le principe d’un répéteur quantique fiable — le fameux Bob — que l’on pourrait placer entre deux nœuds éloignés de plus de 100 km, et augmenter ainsi la puissance du signal.

L’innovation décrite dans Nature représente « une victoire pour la science fondamentale » et une « solution dans le monde réel pour faire franchir une étape à la physique quantique appliquée », se félicitent des scientifiques dans un commentaire « News & Views » publié en marge de l’étude dans Nature.

Quand il évoque l’internet quantique, le physicien Ronald Hanson décrit un univers où les communications seraient « ultra-sécurisées », et l’ordinateur quantique accessible dans le nuage avec « une confidentialité de nos données garantie par les lois “naturelles” de la physique, un réseau de capteurs hyper sensibles… ».

Trouver des applications au web quantique est « un champ de recherche en soi », ajoute le chercheur qui espère voir ce nouveau monde naître « dans moins de 20 ans ».

article intéressant

L’Academy du Niagara, une école à vocation unique, célèbre cette année ses 10 ans

Partout dans l'Academy du Niagara, on aperçoit des messages d'encouragement pour poursser les élèves à se dépasser et à croire en leurs capacités.

La culture de l’Academy mise sur le dépassement de soi, sur le travail et la persévérance.

PHOTO : RADIO-CANADA / MARK BOCHSLER

Depuis 10 ans, les élèves de la DSBN Academy du Niagara commencent leur journée en récitant en choeur le credo de l’école dans leur salle de classe respective.

C’est une espèce de mantra qui rappelle aux élèves qu’ils sont engagés et optimistes, qu’ils travaillent fort et surtout qu’ils feront un jour des études post-secondaires.

« Nous croyons! Nous sommes la DSBN Academy. Nous avons un futur et nous en sommes responsables. Nous serons des diplômés collégiaux et universitaires. Nous sommes engagés et enthousiastes. »

— Une citation de  Extrait du credo de la DSBN Academy, traduction libre

C’est là le grand objectif de cette école unique qui dessert les élèves de la 6e à la 12e année de toute la région du Niagara. On souhaite donner tous les outils possibles aux élèves pour qu’ils poursuivent leurs études au collégial et à l’université après l’école secondaire.

En fait, ces jeunes deviendront les premiers de leur famille à obtenir un diplôme post-secondaire.

C’est le critère principal pour être admis à l’Academy.

Tout est fait, proposé et enseigné pour qu’ils parviennent au but ultime.

À commencer par les messages que l’on peut lire ici et là dans l’école et qui visent à inspirer et encourager les jeunes à se dépasser.

Le décompte électronique affiche le nombre de jours, d'heures, de minutes et de secondes avant la fin officielle du parcours des finissants à l'Academy.

Chaque jour en entrant dans l’école, les jeunes voient le décompte avant la prochaine cérémonie de diplômes.

PHOTO : RADIO-CANADA / MARK BOCHSLER

Un décompte électronique affiché à l’entrée de l’école rappelle aux jeunes le nombre de jours restant avant la prochaine cérémonie de remise des diplômes, à laquelle tous les étudiants de l’école sont conviés.

Josh Campbell est fier de son parcours alors qu'il s'apprête à recevoir son diplôme de l'Academy du Niagara dans quelques semaines.

Josh Campbell sera le premier de sa famille à faire des études post-secondaires.

PHOTO : RADIO-CANADA / MARK BOCHSLER

L’idée est de se projeter vers cet objectif.

« Je me souviens du petit garçon que j’étais quand je suis arrivé à l’Academy. Et maintenant, chaque jour, j’entre dans l’école et je regarde ce décompte. Je ne peux m’empêcher de penser que c’est pour moi. C’est ce que j’attends depuis des années. C’est extraordinaire. »

— Une citation de  Josh Campbell, élève de douzième année de l’Academy

Une routine différente

La journée d’école est plus longue que dans une école régulière, car les activités parascolaires sont obligatoires après les cours.

Le transport scolaire n’est offert qu’après ces programmes.

Les enseignants participent aux activités. C’est une autre façon de bâtir des ponts.

Chaque enseignant est aussi responsable de conseiller des élèves en petits groupes. Il s’agit d’une activité de mentorat, un point de contact hebdomadaire qui aide à aborder les différentes étapes et les différents défis de la vie.

« Ce qui est spécial ici, c’est le lien que l’on crée avec le personnel. Ce sont les mêmes enseignants à travers les années et les étapes. On peut s’y fier et leur demander de l’aide quand c’est nécessaire. »

— Une citation de  Anastasha Raphael, élève de douzième année
Anastasha Raphael travaille depuis des années avec l'objectif de faire des études post-secondaires.

Anastasha Raphael complète cette année ses études à l’Academy avant d’entamer des études universitaires à l’Université Brock.

PHOTO : RADIO-CANADA / MARK BOCHSLER

L’Academy croit tellement à l’importance d’encadrer les élèves qu’elle les aide à préparer leurs demandes d’admission pour les collèges et les universités.

Les démarches se déroulent durant les heures d’école. L’école paie même les frais qui y sont rattachés.

10 ans plus tard

L’Academy est inspirée d’écoles en Californie. À l’origine, elle était destinée aux enfants défavorisés du Niagara, ce qui avait suscité la controverse il y a 10 ans. Plusieurs craignaient que les jeunes soient stigmatisés.

Le critère d’admission avait donc été modifié.

Depuis 10 ans, seuls les enfants dont les parents n’ont pas fait d’études post-secondaires sont admis à l’école.

Lisa Nazar a participé à la création de l’école. Elle est aujourd’hui directrice du niveau secondaire à l’Academy.

Lisa Nazar a participé à la conception du projet de l'école il y a plus d'une décennie pour aider les enfants moins privilégiés de la péninsule.

La directrice du niveau secondaire de l’Academy du Niagara, Lisa Nazar, juge que les 10 dernières années de l’école ont été un succès

PHOTO : RADIO-CANADA / MARK BOCHSLER

Elle se souvient très bien des défis des premières années lorsque toute la région scrutait à la loupe l’école.

« J’ai travaillé dans le passé dans des écoles où les parents d’élèves n’avaient pas fait d’études post-secondaires et où bien des familles étaient défavorisées. Ça m’a toujours préoccupée. Au primaire, les enfants de ces familles réussissaient généralement très bien. Puis, au secondaire, il y avait les défis de la vie. Et ces élèves n’avaient pas toujours le soutien nécessaire pour poursuivre leurs études. »

— Une citation de  Lisa Nazar, directrice du niveau secondaire, École DSBN Academy

Une centaine d’élèves fréquentaient l’Academy lors de sa première année d’existence. Cette année, l’école regroupe 450 élèves et elle pourrait en accueillir davantage. Elle n’est pas au maximum de sa capacité.

Elle n’a donc pas de liste d’attente et ne doit pas refuser des jeunes non plus.

Selon Lisa Nazar, 89 % des élèves s’inscrivent au niveau post-secondaire dans l’année qui suit la fin de leur secondaire.

Il est toutefois difficile de savoir combien de jeunes font leurs études post-secondaire, puisqu’ils ne sont pas tenus de fournir cette information à l’école.

De l’aide reconnue

Kevin Gosine était l’un des sceptiques du concept de l’école il y a 10 ans. Il est sociologue et enseigne à l’Université Brock.

Il avait participé aux soirées d’information et au débat qui prévalait dans la communauté à l’époque.

Il craignait que les jeunes qui fréquentent l’Academy soient stigmatisés et qu’ils ne soient pas en contact avec une diversité d’enfants.

Dix ans plus tard, il n’a pas étudié scientifiquement les succès de l’Academy, mais il a eu des finissants de l’école dans ses salles de classe et n’entend que de bonnes choses sur leur expérience.

« J’ai encore des réserves sur l’idée de séparer les élèves en fonction de leur statut socio-économique, leur race, leurs besoins particuliers. Je pense qu’il est bénéfique pour les jeunes d’interagir avec des pairs venant de milieux différents. Ceci étant dit, j’aime toujours entendre les histoires d’initiatives qui aident à lutter contre les inégalités. Je suis content d’entendre parler des succès de l’Académie que j’ai pu constater par les histoires, les anecdotes et les retours que j’ai eus jusqu’ici. »

— Une citation de  Kevin Gosine, professeur associé de sociologie, Université Brock

Redonner ce qu’on a reçu

Zachery Harrietta fait partie de la première cohorte de diplômés.

Zachery Harrietha aide les jeunes lors des activités parascolaires obligatoires.

Chaque semaine,Zachery Harrietha, diplômé de l’Academy, revient faire du bénévolat à son ancienne école

PHOTO : RADIO-CANADA / MARK BOCHSLER

Il complète cette année un diplôme universitaire en sciences et prévoit en commencer un second en septembre en enseignement.

Il est donc le premier de sa famille à obtenir des diplômes universitaires.

M. Harrietha indique avoir tellement aimé son expérience à l’Academy qu’il y revient chaque semaine faire du bénévolat, une façon de redonner ce qu’il a reçu.

Par ailleurs, sa soeur termine cette année sa douzième année à l’Academy. C’est maintenant une histoire de famille.

Pourtant, ses enfants, s’il en a, ne pourront pas fréquenter l’école puisqu’ils auront un père qui aura eu un parcours universitaire.

« C’est triste de savoir que mes enfants ne pourront pas étudier à l’Academy. Mais ça montre que le programme fonctionne. Je pourrai leur donner le soutien et les outils que j’ai reçus ici. »

— Une citation de  Zachery Harrietha, diplômé de l’Academy

Sa mère, Jackie Harrietha est fière de ses enfants et fière d’avoir pris la décision d’envoyer son aîné à l’Academy il y a 10 ans, malgré la controverse. Mère monoparentale de trois enfants, elle n’aurait pas pu lui offrir toutes les ressources que l’école lui a offertes.

Selon elle, quand les gens connaissent véritablement le fonctionnement de l’Academy, ils laissent tomber les préjugés et les idées préconçues.