Un nœud de mémoire quantique est un minuscule diamant avec un défaut qui sait stocker et émettre des photons uniques. Mais sa lumière a une longueur d'onde de 637 nanomètres : un rouge semblable à celui du rubis, presque totalement absorbé après quelques mètres de fibre optique standard. Pour la communication à distance, il faut un « traducteur » qui repeigne le photon dans l'infrarouge télécom, là où le verre est presque transparent.
Les scientifiques ont assemblé un convertisseur de fréquence compact directement dans la fibre. À l'intérieur, un cristal de niobate de lithium à structure périodique agit comme un réseau : le photon d'entrée « glisse » dessus et ressort à 1588 nanomètres, une longueur d'onde adaptée à la transmission sur des centaines de kilomètres. Le dispositif, de la taille d'une boîte d'allumettes, convertit environ un photon sur onze, et le bruit de pompe est réduit à 154 coups par seconde — plus silencieux qu'un murmure dans une pièce vide.
Ce convertisseur est la clé d'un Internet quantique. Les auteurs ont calculé qu'après 100 kilomètres de fibre, l'intrication entre le spin d'une lacune d'azote dans le diamant et le photon transmis reste fidèle à plus de 52 %. Cela signifie que les répéteurs quantiques peuvent être construits avec des composants à fibre prêts à l'emploi, sans poser de nouvelles lignes.
La lumière à 637 nanomètres est ce rouge que l'on voit dans le rubis, tandis que 1588 nanomètres est invisible à l'œil et se situe dans le proche infrarouge, là où la fibre optique est la plus transparente.
Dans la série « Star Trek », on utilise le subspace pour les communications à longue distance ; ici, il s'agit simplement de changer la couleur du photon, mais l'effet est le même : l'information arrive sans perte.