La Chine vient de lancer le premier satellite de communication quantique au monde. Le vaisseau spatial de 600 kg a décollé du centre satellite de Jiuquan dans le désert de Gobi à 01h40 heure locale. Le satellite est à la fois un test extrême des propriétés étranges de la mécanique quantique et un banc d’essai technologique pour ce qui pourrait être le début d’un réseau de communication mondial inviolable. Officiellement connue sous le nom de Quantum Science Satellite (QUESS), la mission a été renommée Mozi en l’honneur de l’ancien philosophe chinois qui aurait été le premier de l’histoire à mener des expériences optiques. Une équipe dirigée par Jian-Wei Pan de l’Université des sciences et technologies de Chine à Hefei mènera ses propres expériences avec QUESS, en utilisant des photons pour tester l’intrication quantique – dans laquelle les propriétés quantiques de deux particules sont liées même lorsqu’elles sont séparées – sur un record de 1200 kilomètres.
L’équipe testera également la distribution de clés quantiques, une forme de communication sécurisée dans laquelle les lois de la mécanique quantique empêchent les indiscrets de fouiner. En cas de succès, ils espèrent créer un réseau de communication. « Bien sûr, nous lancerons plus de satellites pour construire une constellation quantique pour une couverture mondiale », déclare Pan.
Pan Jianwei, chercheur en chef du projet, a déclaré que la Chine prévoyait de lancer d’autres satellites quantiques, dans le but d’établir un réseau de communication mondial de haute sécurité d’ici 2030.
Tout d’abord, QUESS doit subir trois mois de tests. « Si tout est correct, il sera remis aux scientifiques pour une expérience scientifique », a déclaré Pan. « Nous avons fait de notre mieux pour que tout soit correct. Espérons qu’il n’y aura rien de mal. » D’autres groupes à travers le monde travaillant sur des satellites quantiques regardent la mission chinoise avec intérêt. « Nous pouvons tester beaucoup de choses au sol, mais la validation finale doit se faire en orbite », explique Alexander Ling du Center for Quantum Technologies à Singapour. « Tous ceux qui travaillent sur la communication quantique en espace libre sont très excités. »
Des félicitations s’imposent pour la Chine : en lançant le premier satellite de communications quantiques au monde, le pays a franchi une étape intéressante — bien qu’un peu difficile à expliquer — dans l’espace et la cryptographie. Quantum Experiments at Space Scale (QUESS), surnommé Micius d’après le philosophe, a décollé du centre de lancement de satellites de Jiuquan à 1 h 40, heure locale (hier tard aux États-Unis) et se déplace actuellement sur une orbite héliosynchrone à 500 km.
QUESS est une expérience dans le déploiement de la cryptographie quantique – plus précisément, un prototype qui testera s’il est possible d’effectuer cette science délicate depuis l’espace. Je vais essayer d’expliquer, mais gardez à l’esprit que presque personne sur la planète ne comprend vraiment la physique quantique, et certains d’entre eux bluffent probablement. 
Si cela s’avère possible, le satellite tentera une distribution de clé quantique via ces photons intriqués. Lorsqu’il est mesuré, un photon montrera à ses observateurs un état de polarisation aléatoire – mais surtout, l’intrication signifie que l’autre photon montrera toujours le même état aléatoire. Ces polarisations corrélées peuvent être à la base d’une clé cryptographique connue des seuls observateurs.
La meilleure chose à ce sujet est qu’en dehors de la distribution originale des photons, il n’y a pas de transmission impliquée, ou du moins pas une que nous comprenons et que nous puissions intercepter. Quel que soit le lien entre les deux photons, il est intangible et indétectable – vous ne pouvez pas en enchevêtrer un troisième pour écouter, et si même si vous réussissiez à interférer avec le processus, il serait immédiatement remarqué par les observateurs des photons intriqués d’origine, ce qui cessent d’être parfaitement corrélés.
John Horack sur QUESS
Pour en savoir plus sur QUESS et l’avenir des communications quantiques dans l’espace, CCTV America s’est entretenu avec John Horack, titulaire de la chaire Neil Armstrong en politique aérospatiale à l’Ohio State Unversity.
Dans sa mission de deux ans, QUESS est conçu pour établir des communications quantiques « à l’épreuve du piratage » en transmettant des clés indéchiffrables de l’espace au sol, et fournir des informations sur le phénomène le plus étrange de la physique quantique – l’intrication quantique.
Avec l’aide du nouveau satellite, les scientifiques pourront tester la distribution de clé quantique entre le satellite et les stations au sol, et effectuer des communications quantiques sécurisées entre Pékin et Urumqi du Xinjiang.
QUESS, comme prévu, émettra également des photons intriqués vers deux stations terrestres, distantes de 1 200 km, dans le but de tester l’intrication quantique sur une plus grande distance, ainsi que de tester la téléportation quantique entre une station terrestre à Ali, au Tibet, et elle-même.
La Chine lance un satellite quantique dans le cadre d’une offre pour pionnier des communications sécurisées
La Chine a lancé mardi matin le premier satellite de communication quantique au monde depuis le désert de Gobi, une étape majeure dans la tentative du pays d’être à la pointe de la recherche quantique, ce qui pourrait conduire à de nouvelles méthodes entièrement sécurisées de transmission d’informations. Les chercheurs espèrent utiliser le satellite pour diffuser des communications de l’espace à la Terre avec la technologie quantique, qui utilise des photons ou des particules de lumière. Ce type de communication pourrait s’avérer être le plus sécurisé au monde, invulnérable au piratage. Des scientifiques et des experts en sécurité de nombreux pays étudient cette technologie.
Les satellites de communication traditionnels envoient des signaux à l’aide d’ondes radio. Mais un satellite de communication quantique utilise un cristal qui produit une paire de photons intriqués dont les propriétés restent liées même lorsque l’un est transmis sur une grande distance. Des messages pourraient être envoyés en manipulant ces propriétés.
Un article sur le programme chinois publié par la revue Nature en juillet indiquait que tout bricolage avec les communications quantiques serait détectable, c’est pourquoi la méthode est sécurisée. « Deux parties peuvent communiquer secrètement », indique l’article, et pourraient être « en sécurité en sachant que toute écoute clandestine laisserait sa marque ».
Si la Chine réussit à lancer son satellite, selon l’article, cela pourrait signifier beaucoup plus de satellites chinois de ce type en orbite, « qui créeront ensemble un réseau de communication ultra-sécurisé, reliant potentiellement les gens n’importe où ». « Mais des groupes du Canada, du Japon, d’Italie et de Singapour ont également des plans pour des expériences spatiales quantiques », indique l’article.
Alors que la communication serait incassable, le taux de transmission des données serait également, au moins au début, glacial, plus proche du télégraphe que d’Internet. Les chercheurs chinois espèrent utiliser les communications satellitaires et quantiques pour établir des transmissions sécurisées entre deux sites terrestres. En théorie, le satellite peut assurer la liaison entre eux. Le premier lien majeur en Chine serait entre Pékin et Shanghai, et pourrait ouvrir cette année, selon Xinhua.
Le satellite, qui pèse plus de 1 300 livres, s’appelle Quantum Experiments at Space Scale, ou QUESS, et surnommé Micius, du nom d’un philosophe et scientifique chinois du Ve siècle av. Pan Jianwei, scientifique en chef du projet de satellite quantique, a déclaré à Xinhua plus tôt que le projet global impliquait la construction de quatre stations au sol pour la communication quantique et une station dans l’espace pour la téléportation quantique expérimentale.
Un article paru en 2012 dans Nature indiquait que M. Pan était au début de la trentaine lorsqu’en 2001, il a créé le premier laboratoire chinois pour manipuler les propriétés quantiques des photons. « La chance a été qu’en 2000, l’économie de la Chine a commencé à croître, alors le moment était soudainement venu de faire de la bonne science », a-t-il déclaré.
https://america.cgtn.com/2016/08/16/china-launches-worlds-first-quantum-communication-satellite
https://www.nytimes.com/2016/08/17/world/asia/china-quantum-satellite-mozi.html