Le satellite Micius, lors d’un test de ses panneaux solaires, en juillet 2016, peu avant son lancement. XINHUA /AFP

Double première mondiale pour la Chine. Grâce à deux résultats publiés le 9 août dans la revue Nature, elle ­assure sa suprématie dans des techno­logies futuristes de communications ­dites quantiques, promettant notamment plus de sécurité dans les échanges. Elle touche là les bénéfices de son investissement dans un satellite affecté à ce genre de recherche, Micius, lancé le 16 août 2016 sur une orbite basse entre 500 et 1 200 kilomètres de la Terre. Si l’on ajoute à ces deux études une publication dans Science, le 16 juin, l’équipe de Pan Jianwei, de l’université de sciences et technologie de Chine, a réalisé trois démonstrations essentielles, jusqu’alors seulement réussies au sol dans des ­fibres optiques : téléportation, intrication et cryptographie… Trois mots qui méritent quelques explications.

Depuis la série de science-fiction Star Trek, le concept de téléportation est ­associé au déplacement instantané d’un individu d’un point à un autre de l’univers. Plus modestes, les physiciens désignent par ce terme le transfert instantané de l’état d’un système vers un autre. Plus sobrement, la polarisation d’un grain de lumière, un photon, est exactement copiée sur un autre photon distant. C’est ce que les Chinois ont fait entre un télescope au Tibet et leur satellite.

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L’intrication désigne une propriété étrange de la physique quantique, théorie qui décrit la matière aux petites échelles. C’est l’art de fabriquer une paire d’objets disposant d’un lien invisible qui fait que, même séparés, ils restent comme connectés entre eux. Agir sur l’un modifie immédiatement l’état de l’autre. Comme deux pandas jumeaux dont l’un sentirait les caresses faites à son alter ego éloigné. Là encore, les chercheurs ont utilisé des photons, envoyant les jumeaux depuis Micius jusque dans deux télescopes séparés de 1 203 kilomètres. A noter que sans intrication, aucune téléportation n’est possible.

Enfin, la cryptographie quantique est une technique de chiffrement sûre. Pour chiffrer un message, il faut mélanger ce dernier avec une série de chiffres, appelée clé. Celle-ci servant également à déchiffrer, elle doit seulement être ­connue des deux personnes désirant échanger confidentiellement.

« Gros projet d’ingénierie »

En 1984, des chercheurs canadiens ont exposé un protocole permettant d’échanger en sécurité ces fameuses clés, non pas en interdisant l’écoute, mais en garantissant que les protagonistes sauront si l’échange a été écouté. Dans ­l’affirmative, ils n’utiliseront pas la clé et ­recommenceront. L’équipe chinoise a appliqué ce protocole entre le satellite et la Terre, parvenant pour les distances les plus faibles (600 kilomètres) à envoyer plusieurs milliers de bits d’informations par seconde. « Ils ont résolu énormément de problèmes technologiques. C’est un gros projet d’ingénierie », salue Romain Alléaume, enseignant-chercheur à l’école Telecom Paris Tech et spécialiste de cryptographie quantique. Parmi les défis relevés, la miniaturisation de composants optoélectroniques complexes, leur certification pour l’environnement spatial et surtout le développement de techniques très précises de pointage et de suivi du satellite. « C’est comme suivre un cheveu se déplaçant à 300 ­mètres de distance », décrit Pan Jianwei.

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