La téléportation est-elle possible ?
Une balle de base-ball pourrait-elle
se transformer en onde radio,
traverser des bâtiments,
rebondir dans les coins
et se transformer à nouveau
en balle de base-ball ?
Grâce à la mécanique quantique,
la réponse pourrait être oui.
En quelque sorte.
Voici le truc.
La balle ne pourrait pas
être envoyée par la radio,
mais toutes les informations
à son sujet le pourraient.
En physique quantique,
les atomes et électrons
sont interprétés comme une collection
de propriétés distinctes.
Par exemple la position,
le moment
et le spin intrinsèque.
Les valeurs de ces propriétés
configurent la particule,
lui donnant une identité d'état quantique.
Si deux électrons ont
le même état quantique,
ils sont identiques.
Littéralement, notre balle est définie
par un état quantique collectif
résultant de ses nombreux atomes.
Si l'information de cet état quantique
pouvait être lue à Boston
et envoyée à travers le monde,
des atomes des mêmes éléments chimiques
pourraient avoir cette information
imprimée sur eux à Bangalore
et être soigneusement
guidés pour s'assembler,
devenant exactement la même balle.
Mais il y a un problème.
Les états quantiques
ne sont pas simples à mesurer.
Le principe d'incertitude
en physique quantique
implique que la position
et le moment d'une particule
ne peuvent pas être mesurés
au même moment.
La façon la plus simple de mesurer
la position exacte d'un électron
requiert de diffracter
une particule de lumière à travers
et de collecter la lumière
dans un microscope.
Mais cette diffraction change le moment
de l'électron de façon imprévisible.
Nous perdons toute information
sur le moment.
En un sens, l'information
quantique est fragile.
Mesurer l'information la change.
Comment transmettre une chose
que nous ne pouvons pas
entièrement lire sans la détruire ?
On trouve la réponse dans l'étrange
phénomène de l'intrication quantique.
L'intrication est un vieux mystère
datant du début de la physique quantique
et qui n'est toujours pas
entièrement compris.
Intriquer le spin de deux électrons
résulte en une influence
qui transcende la distance.
Mesurer le spin du premier électron
détermine quel spin
sera mesuré pour le second,
que les particules soient éloignées
d'un kilomètre ou d'une année-lumière.
L'information de l'état quantique
du premier électron,
appelée qubit,
influence ses partenaires
sans transmission à travers l'espace.
Einstein et ses collègues ont appelé
cette étrange communication
« miraculeuse action à distance ».
Bien qu'il semble que l'intrication
entre deux particules
aide à transférer un qubit instantanément
à travers l'espace qui les sépare,
il y a un piège.
Cette interaction
doit démarrer localement.
Les deux électrons doivent être
intriqués en étant à proximité
avant que l'un d'eux ne soit
transporté ailleurs.
En elle-même, l'intrication quantique
n'est pas de la téléportation.
Pour finir la téléportation,
nous avons besoin d'un message numérique
pour interpréter le qubit reçu.
Deux bits de données créés
en mesurant la première particule.
Ces bits numériques doivent être
transmis via un canal classique
limité par la vitesse de la lumière,
de la radio, des micro-ondes
voire de la fibre optique.
Quand nous mesurons une particule,
nous détruisons son information quantique,
ce qui signifie que la balle
doit disparaître à Boston
pour se téléporter à Bangalore.
Grâce au principe d'incertitude,
la téléportation transfère
l'information sur la balle
entre les deux villes
et ne la duplique jamais.
En principe, nous pourrions téléporter
des objets, voire des gens,
mais il semble improbable
que nous puissions mesurer
les états quantiques
des milliards de milliards d'atomes
dans de grands objets
et ensuite les recréer ailleurs.
La complexité de la tâche et l'énergie
nécessaire sont astronomiques.
Actuellement, nous pouvons téléporter
des électrons seuls et des atomes,
ce qui peut mener à un cryptage
de données très sécurisé
pour nos futurs ordinateurs quantiques.
Les implications philosophiques de
la téléportation quantique sont subtiles.
Un objet téléporté ne se téléporte
pas vraiment à travers l'espace
comme une matière tangible
et n'est pas non plus transmis
comme une information intangible.
Il semble faire un peu des deux.
La physique quantique offre
une nouvelle vision étrange
de toute la matière de l'univers comme
une collection d'informations fragiles.
La téléportation quantique révèle
de nouvelles façons
d'influencer cette fragilité.
Souvenez-vous, ne dites jamais jamais.
En un peu plus d'un siècle,
l'humanité est passée
d'une nouvelle compréhension incertaine
du comportement des électrons
à l'échelle atomique
à une téléportation fiable
des électrons à travers une pièce.
Quelle nouvelle maîtrise technique
d'un tel phénomène
pourrions-nous avoir dans 1 000
ou même 10 000 ans ?
Seuls le temps et l'espace nous le diront.