Une équipe de recherche polono-tchèque a démontré comment même une forme d'argent apparemment ultra-sécurisée, conçus à l'aide de la mécanique quantique peuvent présenter une faille de sécurité potentiellement importante, ce qui les expose à un risque de falsification. Mais cela ne met pas en évidence les défauts de cette nouvelle technologie passionnante, mais plutôt son potentiel continu à transformer la société humaine au 21e siècle.

Les technologies quantiques sont sans aucun doute actuellement en vogue dans les communautés scientifiques et technologiques. Alors que la théorie devient réalité, ces technologies passionnantes promettent de transformer nos sociétés au cours des prochaines décennies.

La technologie de demain

Comme indiqué dans l'édition de cette semaine de L'économiste :'Un bonnet de bain qui peut surveiller individuellement les neurones, permettant aux autres de surveiller l'esprit du porteur. Un capteur qui peut repérer les sous-marins nucléaires cachés. Un ordinateur qui peut découvrir de nouveaux médicaments, révolutionner le négoce de titres et concevoir de nouveaux supports. Un réseau mondial de liens de communication dont la sécurité est garantie par des lois physiques incassables. Telle est - et plus encore - la promesse de la technologie quantique.

L'UE a également sauté dans le train quantique, avec un financement d'environ 550 millions d'euros via Horizon 2020 pour garantir que l'Europe conserve son rôle en tant que l'un des moteurs mondiaux de la recherche quantique (pour en savoir plus sur les efforts de l'UE dans ce domaine, voir le pack de résultats CORDIS sur les technologies quantiques.

De plus, comme pour toutes les technologies en développement, les scientifiques devront non seulement faire avancer ce qui fonctionne, mais aussi trouver des solutions aux faiblesses existantes. Une équipe de scientifiques polonais et tchèques a fait exactement cela en développant ce qui devrait être – en théorie – de la « monnaie quantique » ultra-sécurisée, mais a immédiatement découvert un grave défaut le laissant menacé de falsification. La recherche a été publiée dans la revue 'npj Quantum Information'.

Forger l'infalsifiable

Dans des conditions idéales, la monnaie quantique est impossible à contrefaire. Mais grâce au désordre de la réalité, un faussaire ayant accès à des équipements sophistiqués pourrait contourner cette sécurité quantique si les banques ne prennent pas les précautions appropriées. Le concept de monnaie quantique existe depuis les années 1970, proposé pour la première fois par Stephen Wiesner, alors étudiant diplômé de l'Université de Columbia, mais c'est la première fois que quelqu'un crée et contrefait de l'argent liquide.

Au lieu de billets en papier ou en plastique, les factures quantiques de l'équipe de recherche ont été frappées à la lumière. Pour transférer des fonds, une série de photons serait transmise à une banque en utilisant les polarisations des photons, l'orientation de leurs ondes électromagnétiques, pour encoder des informations.

Pour illustrer leur technique de manière ludique, les chercheurs ont transmis une image pixelisée d'un billet de banque - un vieux billet de schilling autrichien pré-euro - en utilisant les polarisations des photons pour représenter les nuances de gris. Dans un véritable système de monnaie quantique, chaque bec serait différent et les polarisations des photons seraient réparties aléatoirement, plutôt que de former une image. Les polarisations créeraient un code semblable à un numéro de série que la banque pourrait vérifier pour vérifier que les fonds sont légitimes.

Surtout, un criminel interceptant les photons ne pourrait pas les copier avec précision car les informations quantiques ne peuvent pas être parfaitement dupliquées. « C'est en fait la pierre angulaire de la sécurité de l'argent quantique, " dit Karel Lemr, co-auteur de l'étude de l'Université Palacký Olomouc en République tchèque.

Cependant, le système ne serait pas aussi sûr qu'il y paraît au premier abord. Parce que les photons uniques sont facilement perdus ou brouillés pendant la transmission, les banques devraient accepter des factures quantiques partielles, analogue à un billet de banque en papier avec un coin arraché. Cela donne l'occasion aux criminels de faire des contrefaçons qui ne sont pas parfaites, mais sont sans doute assez bons pour être vérifiés par la banque.

Lemr et ses collègues ont utilisé un cloneur optimal, un dispositif qui se rapproche le plus possible de la copie d'informations quantiques (la technologie pour initier un système d'argent réel basé sur les technologies quantiques n'existe pas encore physiquement), pour tenter une contrefaçon. L'équipe a montré qu'une banque accepterait un faux billet si la norme de précision n'était pas assez élevée :plus d'environ 84 % des polarisations des photons reçus doivent correspondre à l'original.

Précédemment, cette vulnérabilité "n'a pas été explicitement signalée, mais ce n'est pas surprenant, " dit l'informaticien théoricien Thomas Vidick de Caltech, qui n'a pas participé à la recherche. Le résultat, il dit, indique que les banques doivent être suffisamment strictes dans leurs normes pour prouver que les factures qu'elles reçoivent sont réelles.

Ainsi, alors que cette expérience met en évidence non seulement le grand potentiel des technologies quantiques, il expose également des défis de sécurité importants qui doivent encore être surmontés. Cela ne se limite pas au concept de monnaie quantique, mais aussi de nombreux autres produits révolutionnaires que promet l'exploitation humaine de la mécanique quantique.

Cependant, comme le résume 'The Economist', les défis restants sont principalement d'ingénierie, plutôt que scientifique, et ce qui est le plus excitant à propos de la technologie quantique, c'est son potentiel encore inexploité.