Les progrès de la cryptographie quantique

La cryptographie quantique, nommée également distribution de clé quantique, permet à deux utilisateurs distants de s’échanger des clés de cryptage de façon parfaitement sécurisée. La sécurité d’un tel échange est basée sur les lois de la physique quantique, qui stipulent qu’il est impossible de copier un objet (état) quantique sans le perturber. Les deux utilisateurs s’échangent des états quantiques via des photons, dans lesquels des informations sont encodées. Si un tiers tente d’intercepter cette communication, il introduit nécessairement des erreurs qui permettent aux utilisateurs de détecter l’attaque.

Depuis le premier succès expérimental en 1989, les systèmes de cryptographique se sont perfectionnés. Ils sont même commercialisés depuis les années 2000. Toutefois, un défi subsiste: augmenter la distance maximale de transmission, car les signaux quantiques transmis dans des fibres optiques subissent une atténuation qui augmente avec la distance.

 

Un échange de clés sur une distance record

Dans une recherche menée par l’Université de Genève (UNIGE) et publiée dans la revuePhysical Review Letters, l’équipe d’Alberto Boaron, un chercheur au Département de physique appliquée de l’UNIGE, démontre un échange de clés sur une distance record de 421 km de fibre optique. Les chercheurs ont pu repousser les limites en optimisant toutes les parties du système de distribution de la clé quantique. Ils ont ainsi augmenté le taux de génération des états quantiques pour atteindre 2,5 GHz, ce qui signifie que 2,5 milliards de signaux sont envoyés chaque seconde. Pour ce faire, ils ont eu recours à des fibres optiques de nouvelle génération, transmettant plus efficacement la lumière. Ils ont également développé de nouveaux détecteurs de photons uniques et ont eu recours à une nouvelle méthode d’encodage des signaux quantiques, afin de simplifier le dispositif expérimental, tout en préservant son efficacité.

De telles distances de transmission sont une étape importante en vue de l’établissement de réseaux de communication quantiques intervilles, dans la perspective, notamment, de créer un réseau paneuropéen. Par ailleurs, la simplicité et la praticité du dispositif expérimental permettent d’entrevoir la réalisation industrielle d’un système similaire dans de brefs délais.

 

Alberto.Boaron@unige.ch

Tél. 022 379 05 65