Les techniques classiques de correction d'erreurs ne sont pas valables pour les systèmes plus avancés, avec la technologie quantique, qui présentent des scénarios avec des taux de défaillance plus élevés.
Dans ce contexte, une équipe de l'Université d'Alicante (UA), le groupe GAdUA (Grup d'Àlgebra de la Universitat d'Alacant), mène des recherches visant à améliorer la fiabilité et l'efficacité des communications entre machines quantiques. L'objectif est clair : développer la théorie et la mise en œuvre pratique de méthodes de correction d'erreurs quantiques qui protègent efficacement l'information, même dans des conditions particulièrement exigeantes.
Le projet NCCC (Nouvelles constructions de codes quantiques de sous-espace et convolutionnels) fait partie du Plan de communication quantique de la Communauté valencienne, auquel participent quatre universités valenciennes, et dans lequel l'UA travaille sur une proposition qui part du constat que les systèmes de nouvelle génération ne permettent pas de répliquer l'information comme dans les schémas traditionnels, de sorte que la manière de la protéger doit être repensée.
La littérature scientifique a déjà démontré que, dans le contexte de la communication quantique, il est possible de « diviser » les données en plusieurs parties et de préserver leur contenu grâce à un enchevêtrement structuré ; la première étape majeure a été marquée par l'approche du professeur américain Peter Shor Williston, qui a inspiré des développements ultérieurs vers des codes plus complexes.
L'équipe de recherche GAdUA travaille actuellement à adapter deux familles de codes à fort potentiel au contexte quantique : les codes de sous-espace et les codes convolutifs. Bien que tous deux aient démontré leur efficacité dans les communications classiques, leur structure algébrique complexe a limité leur application aux scénarios quantiques. Le groupe GAdUA de l'Université d'Alicante se propose de combler cette lacune : étudier leur théorie en profondeur et concevoir de nouvelles stratégies permettant de traduire ce potentiel en améliorations concrètes de la fiabilité et de l'intégrité des données lors de leur transmission à travers un canal quantique.
« Il s’agit de protéger l’information quantique », explique Diego Napp, chercheur principal du projet. « En concevant intelligemment une protection des données avant leur envoi, nous pouvons corriger de nombreuses erreurs quantiques qui se produisent dans ces canaux et ainsi offrir les garanties que les entreprises, les agences gouvernementales et les centres de recherche exigent aujourd’hui pour les communications quantiques. ».
Les implications pratiques sont vastes. Améliorer la robustesse des communications a un impact sur des domaines critiques : des services numériques exigeant continuité et sécurité aux collaborations scientifiques et techniques distribuées, en passant par les applications industrielles où une perte d’intégrité engendre des coûts et des retards. Concrètement, cela se traduit par une confiance accrue, une réduction du nombre de retransmissions et une diminution de la consommation de ressources pour une qualité de service équivalente.
« Notre objectif est de faire de la fiabilité une norme opérationnelle, et non plus un idéal », a souligné Xaro Soler, chercheur principal du projet. « Grâce à des solutions transférables, nous progressons vers une technologie opérationnelle en toutes circonstances, sans nécessiter de connaissances spécialisées de la part de l'utilisateur. ».
Recherche quantique avec un timbre d'Alicante
Ce projet fait partie des onze projets composant le Plan de communication quantique, piloté par quatre universités prestigieuses : l’Université polytechnique de Valence (UPV), l’Université de Valence (UV), l’Université d’Alicante (UA) et l’Université CEU Cardenal Herrera (CEU-UCH). Ensemble, ces initiatives couvrent un large éventail d’axes de recherche et développement visant à promouvoir la technologie quantique et ses applications dans des domaines stratégiques tels que les télécommunications et la cybersécurité, consolidant ainsi la position de la Communauté valencienne comme référence en matière d’innovation technologique aux niveaux national et international.
Dans ce cas précis, le groupe de recherche de l'Université d'Alicante – institution créée en 1979 sur la base de l'historique Centre d'études universitaires (1968) – réaffirme la vocation d'une université dont les racines remontent à 1834. Tout au long de son histoire, l'UA s'est imposée comme un chef de file en matière de rayonnement universitaire, de culture et d'internationalisation, avec un accent particulier sur le transfert de connaissances et l'engagement auprès de la communauté locale. Ce programme de recherche reflète pleinement cette vocation : apporter des solutions concrètes ayant un impact social et économique.
