À travers des fibres optiques
Depuis 1995, les 23 km de fibres optiques qui courent sous le lac de Genève sont exploitées avec succès par l’équipe suisse de Nicolas Gisin. C’est là qu’ont été réussies les premières expériences de cryptographie quantique. A l’époque, l’information était portée par des photons polarisés. Le seul ennui, c’est qu’au cours de leur voyage dans la fibre, les photons voient leur état de polarisation se modifier. Pour coder les bits, les chercheurs exploitent donc désormais une autre propriété des photons : leur phase. Moduler la phase revient, en quelque sorte, à jouer sur la “couleur” de la lumière. Une caractéristique qui se conserve dans la fibre. “Le système est donc beaucoup plus fiable et plus robuste”, renchérit Jean-Pierre Goedgebuer, directeur du laboratoire d’optique Pierre-Michel Duffieux de l’université de Franche-Comté. Le chercheur français devrait à son tour expérimenter un échange quantique de clé par modulation de phase. Programme prévu : début 2002, sur la vingtaine de kilomètres du réseau intranet du laboratoire franco-américain Georgia Tech Lorraine-CNRS Télécom, à Metz. Pour l’instant, le record de distance de communication quantique frise les 50 km. “L’an dernier, raconte Richard J. Hugues, le responsable du laboratoire de Los Alamos (Etats-Unis), nous en avons fait la démonstration sur une fibre de 45 km de long à Washington DC.” Bien qu’en verre très pur, la fibre optique absorbe les photons. Cette limitation physique ne permet pas d’espérer dépasser une centaine de kilomètres. Mais cette distance est largement suffisante pour envisager une application de la cryptographie quantique en réseau local. Grégoire Ribordy, de l’université de Genève, y croit fermement. Le chercheur a en effet déposé en octobre 2001 les statuts de l’entreprise id Quantique afin de commercialiser les premiers prototypes.
Par satellite
Contrairement à ce qui se passe dans une fibre optique, la polarisation des photons ne se modifie pas dans l’air. D’où la tentative de les transmettre dans ce milieu naturel. En janvier 2001, l’expérience, financée en partie par le quatrième programme cadre de recherche européen, était tentée à Malvern, au Royaume-Uni. Résultat : des photons étaient échangés sur une distance de 1,9 km, en extérieur et de nuit. Ce type de communication se limite pour l’instant à des transmissions horizontales du sol au sol dont la principale limitation est l’absorption des photons par l’air. Mais au-delà de 5 km au-dessus du sol, l’air est moins dense et l’absorption des photons réduite. A terme, le système de cryptographie quantique dans l’air pourrait donc utiliser des satellites en orbite basse. Ainsi une clé stockée au-dessus de Tokyo, au Japon, pourrait être récupérée à Paris. Compte tenu des coûts d’un tel type de communication, la recherche concerne en priorité les militaires.
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