Introduction
Un système de télécommunications réalise dans l’idéal un bon niveau de protection de la transmission contre tout espionnage. Les technologies de l’information quantique sont susceptibles d’améliorer les performances des systèmes existants sur ce plan. Les télécommunications quantiques, basées sur la maîtrise de technologies basées en particulier sur l’intrication quantique, impactent significativement le domaine de la cryptographie. Elles exigent la mise au point de nouvelles infrastructures, qui formeront à terme un Internet quantique.
La cryptographie post-quantique
Il est souvent question du bouleversement qu’induiraient dans les standards cryptographiques l’arrivée des ordinateurs quantiques opérationnels. Les algorithmes quantiques viendraient très rapidement à bout de toutes les défenses existantes : à condition de disposer d’ordinateurs quantiques de taille suffisante pour faire tourner, notamment, un algorithme de factorisation en nombre premiers. Ce n’est pas le cas actuellement, mais c’est un scénario à prendre en compte en développant une cryptographie post-quantique.
Le partage de clés quantiques
Les technologies quantiques possèdent à court terme d’autres ramifications hautement disruptives pour le status quo actuel dans le domaine des télécommunications. La technologie la mieux maîtrisée est celle du partage de clés quantiques. Le principe consiste à opérer un même protocole de mesure de la polarisation de deux photons intriqués, éloignés dans l’espace. Le résultat de la mesure, qui n’est pas connaissable à l’avance, est le même aux deux endroits, et peut servir de clé cryptographique. Mieux, toute interception sera aisée à détecter. En principe, le partage de clés quantiques rend impossible le fait d’espionner une cible sans que la cible le sache. Une rupture majeure, en soi. On sait notamment qu’un partage à longue distance a été effectué entre la Chine et l’Autriche en 2016. Cette technique requiert cependant des infrastructures de fibres optiques de haute qualité. Plusieurs organisations de R&D explorent actuellement des pistes permettant de mettre l’intrication au service de la cryptographie de manière plus efficiente.
L’Internet quantique
L’envoi de qubits sur de longues distances est à distinguer du partage de clés évoqué ci-dessus. L’idée est de relier des processeurs quantiques et de les munir de mémoire quantique. Afin d’utiliser au maximum l’infrastructure de communication existante, il faut des commutateurs optiques capables de fournir des qubits à un processeur quantique donné. Ces commutateurs doivent préserver la cohérence quantique, ce qui les rend plus difficiles à réaliser que les commutateurs optiques standards. Sont également nécessaires des répéteurs quantiques pour transporter les qubits sur de longues distances, car l’amplification classique du signal n’est pas possible (les qubits ne pouvant pas être copiés).
Conclusion : Le chamboulement quantique de la sécurité des télécommunications paraît inexorable
Quels sont les impacts pour l’avenir à vraiment prendre en compte dans les télécommunications quantiques ? La question renvoie à une double incertitude : technologique et stratégique. Car la possesseur de ces technologies ne révélera pas spontanément son avantage aux autres acteurs… une situation propice à déclencher une course technologique qui a malheureusement le potentiel d’être à la fois vaine et ruineuse pour tout le monde. Néanmoins, il semble clair que la cryptographie constitue le domaine le plus mature des technologies de l’information quantique, et que les progrès attendus dans ce domaine auront un effet de rupture majeur. Il y aura, pour les acteurs stratégiques rompus à la discipline des communications secrètes, un avant et un après cryptage quantique. Quand exactement, et avec quelles technologies précises, là est toute la question qui se pose au niveau des roadmaps industrielles de nos clients !
