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Une enveloppe postale ordinaire a une forme rectangulaire, et la lettre qu'elle contient ne change pas les propriétés de l'enveloppe. Avec les photons – les particules de lumière – la situation est différente : leur « forme » dans le temps peut varier, et cette forme porte en elle-même de l'information. Dans ces travaux, des physiciens ont créé des photons micro-ondes uniques (c'est de la lumière, mais avec une longueur d'onde bien plus grande que la lumière visible) et leur ont donné trois formes temporelles différentes – comme si l'on glissait trois lettres dans des enveloppes de géométries différentes.

Ces trois formes sont mutuellement orthogonales : mathématiquement, elles ne se chevauchent pas, comme trois lettres différentes de l'alphabet. Les photons ont été envoyés le long d'un câble de 30 mètres refroidi à des températures extrêmement basses, où le bruit thermique disparaît presque. À l'autre extrémité se trouvait un récepteur capable d'absorber une forme et de réfléchir les deux autres, avec une sélectivité élevée – 40 fois meilleure pour la forme souhaitée que pour les formes non désirées. C'est comme une boîte aux lettres qui ne retient que les enveloppes d'une certaine forme et renvoie les autres à l'expéditeur.

Cette astuce élargit les possibilités de la communication quantique. Auparavant, on utilisait une seule forme standard de photon pour transmettre l'état quantique ; désormais, on peut coder l'information dans la forme elle-même et, côté récepteur, choisir quelle forme lire. C'est un pas vers des réseaux quantiques où les nœuds échangent des photons avec différents profils temporels sans se gêner mutuellement.