À mesure que les ordinateurs avancent, les méthodes de cryptage actuellement utilisées pour sécuriser tout, des transactions financières aux secrets militaires, pourraient bientôt être inutiles, avertissent les experts en technologie. Reportage aujourd'hui dans le journal La nature , une équipe de physiciens et d'ingénieurs dirigée par Xiaoqin Elaine Li, professeur de physique à l'Université du Texas à Austin, rapporte avoir créé un matériau doté de propriétés électroluminescentes qui pourraient permettre des communications à l'épreuve du piratage, garanti par les lois de la mécanique quantique.

Leur nouveau matériel, créé en empilant deux couches de matériaux atomiquement minces, absorbe l'énergie de la lumière et émet de nouveaux photons, ou des particules de lumière, de telle sorte que les chercheurs interprètent le matériau comme contenant des milliers d'"émetteurs à photon unique" identiques. Si confirmé, une telle nouvelle source lumineuse pourrait être utilisée dans le cadre d'un nouveau, méthode de sécurisation des informations à l'épreuve du piratage. D'autres chercheurs ont créé des émetteurs à photon unique, mais aucune technologie précédente n'a produit un ensemble de milliers de modèles identiques.

"Il s'agit d'un objectif de longue date en science de l'information quantique qui n'a jamais été démontré auparavant, " a déclaré Li. "Nos études suggèrent que cet objectif peut être atteint avec ce nouveau matériau."

Pour communiquer en toute sécurité, l'information doit être cryptée avant d'être envoyée. Le destinataire a besoin d'une clé pour déchiffrer le message crypté. Dans certaines formes de cryptographie, l'expéditeur transmet la clé un photon à la fois. Parce qu'un photon contient le plus petit paquet d'énergie possible pour la lumière, il ne peut pas être divisé en paquets plus petits. Si un pirate intercepte les photons et essaie de lire les informations, la clé changera et le récepteur le découvrira facilement. C'est pourquoi les émetteurs monophotoniques hautement efficaces sont utiles dans les applications de communication quantique et de plus en plus nécessaires, à mesure que les progrès de l'informatique exigent des outils plus sophistiqués pour assurer la sécurité des communications.

"S'il manque un photon, vous savez que des informations sont interceptées, " dit Li.

Les matériaux étudiés par l'équipe sont constitués de feuillets cristallins bidimensionnels de seulement quelques atomes d'épaisseur. La méthode pour créer de telles feuilles atomiques ultrafines est remarquablement simple. Les scientifiques utilisent du scotch pour décoller les couches individuelles d'un cristal. En empilant deux couches différentes l'une sur l'autre et en les faisant légèrement pivoter l'une par rapport à l'autre, les scientifiques ont créé un cristal artificiel avec un motif d'atomes régulièrement espacés. Un tel motif est connu sous le nom de cristal moiré, qui localise les électrons dans un espace restreint de l'ordre du nanomètre, environ mille fois plus petit qu'une bactérie.

Les chercheurs ont de solides preuves expérimentales et théoriques que leur nouveau matériau forme un réseau en damier de milliers d'émetteurs à photons uniques, mais la résolution de leur équipement ne leur a pas encore permis de le prouver de façon concluante. Comme prochaines étapes, Li et son équipe collaboreront avec d'autres chercheurs pour vérifier qu'ils sont, En réalité, former des émetteurs monophotoniques, tout en continuant à améliorer la qualité du matériau.