Les ordinateurs quantiques représentent une grande menace pour la sécurité des communications modernes, déchiffrer des codes cryptographiques qui prendraient une éternité à déchiffrer les ordinateurs ordinaires. Mais s'appuyer sur les propriétés du comportement quantique pourrait également fournir une voie vers une cryptographie vraiment sécurisée.

La défense, la finance, réseaux sociaux :les communications reposent partout sur la sécurité cryptographique. La cryptographie consiste à brouiller les messages selon un code, ou clé, qui a trop de combinaisons pour que des ordinateurs même très puissants puissent les essayer.

Mais les ordinateurs quantiques ont un avantage. Contrairement aux ordinateurs ordinaires, qui traitent les informations en "bits" de uns et de zéros définis, les ordinateurs quantiques traitent les informations en 'qubits, " dont les états restent incertains jusqu'au calcul final.

Le résultat est qu'un ordinateur quantique peut effectivement essayer de nombreuses clés différentes en parallèle. Une cryptographie qui serait impénétrable pour les ordinateurs ordinaires pourrait prendre quelques secondes à un ordinateur quantique pour se fissurer.

Les ordinateurs quantiques pratiques qui peuvent être utilisés pour casser le cryptage devraient prendre des années, sinon des décennies, une façon. Mais cela ne doit pas rassurer :même si un hacker ne parvient pas à déchiffrer des informations confidentielles maintenant, ils pourraient le sauvegarder et simplement attendre qu'un ordinateur quantique soit disponible.

"Le problème existe déjà, " a déclaré le professeur Valerio Pruneri de l'Institut des sciences photoniques de Barcelone, Espagne, et le coordinateur d'un projet de sécurité quantique appelé CiViQ. "Un pirate peut prendre ce qui est stocké maintenant, et casser sa clé à une date ultérieure."

La réponse, dit le professeur Pruneri, est une autre technologie quantique. Connu sous le nom de distribution de clé quantique (QKD), il s'agit d'un ensemble de règles de cryptage d'informations - connu sous le nom de protocole de cryptographie - qu'il est presque impossible de déchiffrer, même par les ordinateurs quantiques.

Ecoute

QKD implique deux parties partageant une clé quantique aléatoire, selon laquelle certaines informations séparées sont codées. Parce qu'en théorie quantique, il est impossible d'observer quelque chose sans le corrompre, les deux parties sauront si quelqu'un d'autre a espionné la clé - et donc si elle est sûre, ou pas, partager leurs informations codées.

Jusqu'à maintenant, QKD a généralement impliqué une technologie spécialisée, tels que les détecteurs et émetteurs monophotoniques, qui sont difficiles à mettre en œuvre pour les personnes extérieures aux laboratoires. Dans le projet CiViQ, cependant, Le professeur Pruneri et son équipe développent une variante de QKD qui fonctionne avec la technologie de télécommunications conventionnelle.

Ils ont déjà créé des prototypes, et effectué quelques démonstrations sur le terrain. Maintenant, les chercheurs travaillent avec des clients de l'industrie des télécommunications, dont Telefónica en Espagne, Orange en France et Deutsche Telekom en Allemagne pour créer des systèmes adaptés à leurs besoins respectifs, avec l'espoir que les premiers systèmes pourraient être en ligne d'ici trois ans.

L'espoir du professeur Pruneri est de créer des systèmes de communication hautement sécurisés jusqu'à 100 km de taille adaptés aux la finance, médical et autres secteurs à haut risque dans les villes. Il pourrait même être utilisé par les consommateurs de tous les jours, bien que le professeur Pruneri affirme que QKD atteint actuellement des distances plus courtes et une vitesse inférieure à la communication régulière.

Aléatoire

Comme la cryptographie normale, QKD a besoin de clés aléatoires (chaînes de nombres) pour être générées en premier lieu. Plus ces touches sont aléatoires, plus la sécurité du système est grande, car il y a moins de chance que les clés soient devinées. Mais le problème est que les nombres générés avec les méthodes traditionnelles ne sont souvent pas totalement aléatoires.

Ici, la mécanique quantique peut à nouveau venir à la rescousse. Le comportement des atomes, On pense que les photons et les électrons sont vraiment aléatoires et cela peut être utilisé comme un moyen de générer des nombres qui ne peuvent être prédits.

Le professeur Hugo Zbinden de l'Université de Genève en Suisse a déclaré:"Les générateurs de nombres aléatoires quantiques profitent du caractère aléatoire intrinsèque de la physique quantique, alors que les vrais générateurs de nombres aléatoires classiques sont basés sur des systèmes chaotiques, qui sont déterministes et, en théorie, dans une certaine mesure prévisible."

Les générateurs de nombres aléatoires quantiques existent déjà, mais pour les rendre plus largement applicables, le professeur Zbinden et ses collègues travaillant sur un projet appelé QRANGE améliorent leur vitesse et leur fiabilité, ainsi que de réduire leur coût. Actuellement, ils essaient de développer des prototypes avec un "niveau de préparation technologique élevé" - en d'autres termes, prototypes qui démontrent que la technologie est mûre pour une utilisation dans le monde réel.

Le travail est une étape importante pour s'assurer que, tout en étant une menace pour la sécurité de nos communications actuelles, les approches quantiques ouvrent également la voie à des systèmes plus sécurisés.

Les ordinateurs quantiques menacent la cryptographie classique, " explique le professeur Zbinden. " La cryptographie quantique peut être une solution, (mais) il a besoin de nombres aléatoires de haute qualité."