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.