Les ordinateurs quantiques promettent non seulement de surpasser les machines classiques dans certaines tâches importantes, mais aussi de préserver la confidentialité du traitement des données. La délégation sécurisée des calculs est un enjeu de plus en plus important depuis la possibilité d'utiliser le cloud computing et les réseaux cloud. La capacité d'exploiter la technologie quantique qui permet une sécurité inconditionnelle est particulièrement intéressante, ce qui signifie qu'aucune hypothèse sur la puissance de calcul d'un adversaire potentiel n'a besoin d'être faite.

Différents protocoles quantiques ont été proposés, qui font tous des compromis entre les performances de calcul, Sécurité, et des ressources. Protocoles classiques, par exemple, sont soit limités à des calculs triviaux, soit limités dans leur sécurité. En revanche, Le chiffrement quantique homomorphe est l'un des schémas les plus prometteurs pour le calcul délégué sécurisé. Ici, les données du client sont cryptées de manière à ce que le serveur puisse les traiter même s'il ne peut pas les décrypter. De plus, contrairement à d'autres protocoles, le client et le serveur n'ont pas besoin de communiquer pendant le calcul, ce qui augmente considérablement les performances et la praticité du protocole.

Dans une collaboration internationale dirigée par le professeur Philip Walther des scientifiques autrichiens de l'Université de Vienne, Singapour et l'Italie se sont associés pour mettre en œuvre un nouveau protocole de calcul quantique où le client a la possibilité de crypter ses données d'entrée afin que l'ordinateur ne puisse rien apprendre à leur sujet, peut encore effectuer le calcul. Après le calcul, le client peut alors décrypter à nouveau les données de sortie pour lire le résultat du calcul. Pour la démonstration expérimentale, l'équipe a utilisé la lumière quantique, qui se compose de photons individuels, pour implémenter ce soi-disant cryptage quantique homomorphe dans un processus de « marche quantique ». Les marches quantiques sont des exemples particuliers intéressants de calcul quantique car elles sont difficiles pour les ordinateurs classiques, tout en étant réalisable pour des photons uniques.

En combinant une plateforme photonique intégrée construite à l'Université Polytechnique de Milan, avec une nouvelle proposition théorique développée à l'Université de technologie et de design de Singapour, Un scientifique de l'Université de Vienne a démontré la sécurité des données cryptées et a étudié le comportement augmentant la complexité des calculs.

L'équipe a pu montrer que la sécurité des données cryptées s'améliore à mesure que la dimension du calcul de la marche quantique augmente. Par ailleurs, des travaux théoriques récents indiquent que de futures expériences tirant parti de divers degrés de liberté photonique contribueraient également à une amélioration de la sécurité des données; on peut anticiper d'autres optimisations à l'avenir. "Nos résultats indiquent que le niveau de sécurité s'améliore encore plus, en augmentant le nombre de photons qui transportent les données, " déclare Philip Walther et conclut "c'est passionnant et nous prévoyons de nouveaux développements de l'informatique quantique sécurisée à l'avenir."

L'étude est publiée dans Informations quantiques npj .