Les satellites d’observation produisent des volumes considérables de données. Mais leur acheminement vers les stations au sol reste contraint par la capacité des liaisons descendantes et par le nombre limité de fenêtres de communication disponibles.

Une solution consiste donc à effectuer une partie du traitement directement en orbite : filtrer, analyser ou compresser les données avant de transmettre uniquement les informations pertinentes vers la Terre.

C’est dans cette perspective que les technologies quantiques suscitent un intérêt croissant, même si leur utilisation opérationnelle dans l’espace reste encore largement expérimentale.

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Sous la direction du professeur Philip Walther, des chercheurs de l’université de Vienne ont embarqué un processeur quantique photonique à bord d’un satellite. Placé sur une orbite basse, à environ 510 kilomètres d’altitude, le dispositif repose sur des paires de photons injectées dans un circuit optique gravé sur une puce de verre.

L’enjeu était autant de faire fonctionner le processeur que de vérifier sa capacité à préserver les propriétés quantiques de la lumière dans un environnement particulièrement contraignant. Vibrations du lancement, rayonnement solaire et radiations cosmiques peuvent en effet dégrader les performances d’un système photonique et perturber les états quantiques.

Malgré ces contraintes, les chercheurs ont pu faire fonctionner leur dispositif en orbite et observer un phénomène caractéristique de l’optique quantique.

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L’équipe a notamment mesuré en orbite l'effet de Hong-Ou-Mandel, un phénomène d’interférence quantique qui apparaît lorsque deux photons indiscernables arrivent simultanément sur une lame séparatrice. Cette expérience constitue un test de référence pour vérifier la capacité d’un dispositif photonique à préserver les propriétés nécessaires au traitement quantique de l’information.

Les performances du système ont toutefois été affectées par les conditions spatiales, notamment par les interférences lumineuses et les radiations. Il ne s’agit donc pas encore d’un ordinateur quantique capable de traiter les immenses volumes de données produits par un satellite d’observation.

Pour les chercheurs, cette expérience constitue avant tout une démonstration technologique : elle montre qu’un processeur quantique photonique peut fonctionner en orbite et ouvre la voie à des systèmes plus robustes. À plus long terme, ceux-ci pourraient contribuer au tri et à la compression des données directement à bord des satellites, mais aussi trouver des applications dans de futurs réseaux de communication et de cryptographie quantiques entre l’espace et la Terre.