Il y a quelques jours, la Chine a fait sensation en envoyant dans l’espace un satellite « quantique » dont le but serait, à terme, de réaliser un réseau de communication mondial parfaitement sécurisé. Mais comment ? Et pourquoi serait-ce révolutionnaire ? Pour le comprendre, il faut rappeler quelques principes cryptographiques. La plupart de nos communications actuelles s’appuient sur un chiffrement dont l’inviolabilité s’appuie sur des principes mathématiques. On distingue deux groupes : les algorithmes symétriques où les interlocuteurs partagent la même clé (exemples : AES, 3DES, Blowfish), et les algorithmes asymétriques où chaque interlocuteur a une clé différente (exemples : RSA, Diffie-Hellman). Nos communications électroniques utilisent généralement un algorithme symétrique pour chiffrer les données et un algorithme asymétrique pour partager cette fameuse clé symétrique entre les interlocuteurs. Subtil, mais efficace.
Une parade efficace contre les ordinateurs quantiques
Le problème, c’est que les ordinateurs quantiques – ces montres de calcul que les physiciens tentent de créer un peu partout sur la planète, y compris dans les labos de la NSA – vont pouvoir casser tous ces algorithmes asymétriques qui servent à distribuer les clés symétriques. Adieu alors la confidentialité des échanges. Mais il existe déjà une solution à ce problème : il suffit de partager ces clés par une méthode quantique. L’inviolabilité du procédé repose alors non pas sur un principe mathématique, mais sur des lois physiques incontournables. En effet, lorsqu’on envoie des objets quantiques aléatoires – des photons polarisés par exemple – il est impossible de les dupliquer. Par ailleurs, toute mesure d’un tel objet modifie son état quantique, entrainant des erreurs de transmissions qui peuvent être détectées. Grâce à ces caractéristiques, les objets quantiques permettent de partager une clé de chiffrement tout en étant certain qu’elle n’ait pas été interceptée. Une sécurité parfaite que même les ordinateurs quantiques ne pourront pas casser.
Or, de tels systèmes existent depuis dix ans et sont déployés dans diverses grandes organisations : banques, réseaux télécom, laboratoires de recherche, etc. Ils s’appuient sur des photons polarisés envoyés par fibre optique depuis un interlocuteur vers un autre. Le problème, c’est qu’ils sont limités en distance, car la fibre optique absorbe les photons au bout d’un certain temps et il n’est pas possible d’utiliser des répéteurs. Le maximum actuel est d’environ 300 km. C’est pourquoi les chercheurs chinois adoptent une méthode alternative : la polarisation intriquée. L’intrication quantique est un phénomène qui permet à deux objets quantiques d’avoir en permanence le même état quantique, quel que soit la distance qui les sépare.
Vaincre la distance
Concrètement, le satellite chinois va générer des paires de photons polarisés et intriqués, qui seront envoyés par faisceau laser à deux interlocuteurs. L’intrication quantique assure que ces derniers recevront la même information, ce qui leur permettra in fine de partager de manière sûre la même clé. D’après les chercheurs chinois, envoyer les photons depuis l’espace – qui est vide – permet de mieux préserver les états quantiques à l’arrivée, d’où l’intérêt du satellite. Ce qu’ils espèrent, ce que l’intrication soit préservé même si les interlocuteurs sont séparés par une grande distance. Ce qui permettrait alors d’envisager la construction d’un réseau de communication mondial. Dans un premier temps, l’objectif des chercheurs chinois est d’arriver à distance de 1200 km. Il est hautement probable que les autres pays ne resteront pas les bras ballants et vont également se lancer dans ce type de technologie. La course est ouverte.
Sources :
Nature
Université de Vienne
Xinhua
IDQ
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