Jusqu’ici, produire des paires de photons intriqués nécessitait presque toujours un laser : une source de lumière cohérente, monochromatique et parfaitement maîtrisée. Une équipe de physiciens de l’Université d’Ottawa (Canada) et de l’institut Max Planck pour la science de la lumière (Allemagne) vient de démontrer le contraire. Publiés dans la revue Optica, leurs travaux montrent qu’il est possible de générer de l’intrication quantique directement à partir de la lumière du Soleil, sans aucun laser.
Une lumière incohérente, mais des photons intriqués
La lumière solaire est tout l’inverse d’un faisceau laser : elle est diffuse, composée d’un très large spectre de couleurs et incohérente dans le temps comme dans l’espace. Sur le papier, elle semblait donc mal adaptée à la production de photons intriqués. Les chercheurs ont pourtant exploité un phénomène connu, la conversion paramétrique spontanée descendante (SPDC) : un photon entrant dans un cristal non linéaire s’y scinde en deux photons « jumeaux », dont les propriétés quantiques restent corrélées quelle que soit la distance qui les sépare ensuite.
En dirigeant de la lumière solaire filtrée et polarisée vers un tel cristal, l’équipe a obtenu des paires de photons intriqués présentant une fidélité d’environ 94 % par rapport à un état quantique idéal — un résultat jugé remarquable pour une source aussi peu contrôlée que le Soleil.
Pourquoi ce résultat compte pour les technologies quantiques
Les lasers utilisés aujourd’hui pour générer de l’intrication sont volumineux, coûteux et souvent gourmands en énergie. Une source naturelle et gratuite comme le Soleil ouvrirait la voie à des dispositifs plus simples et moins chers, avec plusieurs applications potentielles :
- Des communications quantiques sécurisées reposant sur des équipements allégés, notamment pour les liaisons optiques en extérieur.
- Des satellites quantiques moins complexes à concevoir, sans laser embarqué de forte puissance.
- Une piste vers une informatique quantique plus économe en énergie, un enjeu central alors que les besoins en calcul explosent.
Les auteurs restent toutefois prudents : l’expérience reste, pour l’instant, une démonstration de principe réalisée en extérieur avec un dispositif encore expérimental. L’efficacité de production doit être améliorée avant d’envisager une utilisation pratique, et le laser ne va pas disparaître du jour au lendemain des laboratoires de physique quantique.
Une étape de plus pour les technologies de rupture
Ce résultat s’inscrit dans un mouvement plus large de recherches sur des sources alternatives pour les technologies quantiques, un domaine suivi de près par les acteurs du numérique et de la high-tech. Il fait écho aux avancées récentes en intelligence artificielle, où la course à l’efficacité énergétique est également devenue un critère décisif. Les prochains mois diront si d’autres équipes parviennent à reproduire et améliorer cette expérience, ou si le Soleil restera une curiosité de laboratoire plutôt qu’un outil quantique à part entière — un sujet que les passionnés d’actualités geek suivront avec attention.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que l’intrication quantique ?
C’est un phénomène dans lequel deux particules, comme des photons, restent liées de telle sorte que la mesure de l’une influence instantanément l’état de l’autre, même à grande distance. C’est l’un des principes fondamentaux exploités par l’informatique et les communications quantiques.
Pourquoi utiliser la lumière du Soleil plutôt qu’un laser ?
Le Soleil est une source de lumière gratuite et disponible partout, contrairement aux lasers qui sont coûteux, volumineux et consommateurs d’énergie. Réussir à s’en servir pourrait simplifier considérablement certains dispositifs quantiques.
Cette technologie est-elle déjà utilisable ?
Non, il s’agit pour l’instant d’une preuve de concept en conditions expérimentales. Les chercheurs doivent encore améliorer l’efficacité du procédé avant d’envisager des applications concrètes comme les satellites ou les réseaux de communication quantique.
Sources
Optica — Researchers generate quantum entanglement using sunlight —
ScienceDaily — Sunlight creates quantum entanglement once thought to require lasers —
Interesting Engineering — Quantum entanglement generated using sunlight instead of lasers
Cet article a été rédigé avec l’aide d’une intelligence artificielle. Politique éditoriale
