Développement de la société de l'information quantique
Le projet ATESIT s'est concentré sur la téléportation et la technologie de l'information à l'état intriqué en vue de développer de nouvelles méthodes de génération et d'exploitation des différents types d'états intriqués à deux ou plusieurs particules, qui pourraient également être utilisées dans des protocoles de communication quantique. Les travaux du projet se sont par ailleurs penchés sur des protocoles fondamentaux, tels que le clonage quantique universel, dont ils ont démontré l'évolutivité. Les chercheurs se sont fixés pour objectif de produire un dispositif de clonage quantique opérationnel, universel et optimal, mais se sont heurtés à certaines limitations. En effet, compte tenu de l'aspect linéaire de la mécanique quantique, il s'est avéré difficile de cloner, c'est-à-dire de reproduire, parfaitement un état quantique arbitraire. Les chercheurs ne sont par ailleurs pas parvenus à construire une porte U-NOT capable de retourner un qubit sous forme orthogonale. L'effet de clonage de l'optique quantique est lié au processus d'amplification des photons qui se déroule au sein d'un amplificateur paramétrique optique (OPA) et qui consiste à injecter des photons identiques générés dans un état de polarisation quantique arbitraire dans l'amplificateur en mode entrée. L'amplificateur en mode clonage de sortie fournit alors des «clones» du qubit d'entrée. En mode anticlonage de sortie, l'OPA crée une porte NOT quantique qui retourne un qubit. Les chercheurs se sont appuyés sur ce procédé pour démontrer la transformation Universal NOT (U-NOT), c'est-à-dire les performances de la meilleure approximation possible d'une opération anti-unitaire à l'aide d'une machine quantique universelle. La porte U-NOT est en effet étroitement liée à l'estimation quantique d'un état inconnu. Le système utilisé lors de cette démonstration expérimentale était un amplificateur paramétrique optique auto-injecté (QI-OPA) d'états intriqués de photons. La procédure de clonage universel peut être utilisée pour concevoir de nouveaux algorithmes et protocoles. Le clonage quantique permet de redistribuer le contenu initial des informations en de nombreuses parties et sert de base à la cryptographie quantique, dont la sécurité s'appuie sur le fait qu'il est impossible de cloner des états quantiques inconnus. Le clonage quantique optimal est par conséquent considéré comme l'attaque d'écoute clandestine la plus appropriée à l'encontre de certains protocoles de cryptographie quantique.
