Les chercheurs ont réussi à démontrer le premier transfert ultra-sécurisé longue distance du Royaume-Uni sur un réseau de communications quantiques, y compris le premier appel vidéo à longue distance à longue distance.
L'équipe, des universités de Bristol et de Cambridge, a créé le réseau, qui utilise une infrastructure à fibre optique standard, mais s'appuie sur une variété de phénomènes quantiques pour permettre un transfert de données ultra-sécurisé.
Le réseau utilise deux types de schémas de distribution de clés quantiques (QKD): touches de chiffrement « indemables » cachées à l'intérieur des particules de lumière; et enchevêtrement distribué: un phénomène qui fait lier intrinsèquement les particules quantiques.
Les chercheurs ont démontré les capacités du réseau via une liaison vidéo en direct et à la sécurité quantique, le transfert de données médicales cryptées et sécurisé un accès à distance à un centre de données distribué. Les données ont été transmises avec succès entre Bristol et Cambridge – une distance de fibre de plus de 410 kilomètres.
C'est la première fois qu'un réseau à longue distance, englobant différentes technologies quantiques-sécurisation tels que la distribution d'intrication, a été démontré avec succès. Les chercheurs ont présenté leurs résultats lors de la Conférence des communications en fibres optiques (OFC) 2025 à San Francisco.
Les communications quantiques offrent des avantages de sécurité inégalés par rapport aux solutions classiques de télécommunications. Ces technologies sont à l'abri des cyberattaques futures, même avec des ordinateurs quantiques, qui – une fois entièrement développés – auront le potentiel de percer même les méthodes cryptographiques les plus fortes actuellement utilisées.
Au cours des dernières années, les chercheurs ont travaillé pour construire et utiliser des réseaux de communication quantique. La Chine a récemment mis en place un réseau massif qui couvre 4 600 kilomètres en connectant cinq villes en utilisant à la fois la fibreoptique et les satellites. À Madrid, les chercheurs ont créé un réseau plus petit avec neuf points de connexion qui utilisent différents types de QKD pour partager en toute sécurité des informations.
En 2019, des chercheurs de Cambridge et Toshiba ont démontré un réseau quantique à l'échelle de la métro fonctionnant à des taux clés record de millions de bits clés par seconde. Et en 2020, des chercheurs de Bristol ont construit un réseau qui pourrait partager un enchevêtrement entre plusieurs utilisateurs. Des essais de réseau quantique similaires ont été démontrés à Singapour, en Italie et aux États-Unis
Malgré ces progrès, personne n'a construit un grand réseau à longue distance qui peut gérer les deux types de QKD, la distribution d'enchevêtrement et la transmission régulière des données à la fois, jusqu'à présent.
L'expérience démontre le potentiel des réseaux quantiques pour s'adapter simultanément à différentes approches quantiques avec une infrastructure de communication classique. Il a été réalisé en utilisant le réseau quantique du Royaume-Uni (UKQN), établi au cours de la dernière décennie par la même équipe, dans le cadre du projet Quantum Communications Hub.
« Il s'agit d'une étape cruciale vers la construction d'un avenir sûr de nos communautés et de notre société », a déclaré le co-auteur, le Dr Rui Wang, conférencier pour les futurs réseaux optiques dans le groupe de recherche de réseaux de haut niveau du laboratoire de Smart Internet à l'Université de Bristol.
« Plus important encore, il jette les bases d'un Internet quantique à grande échelle – connectant les nœuds et appareils quantiques par enchevêtrement et en téléportation à l'échelle mondiale. »
« Cela marque le point culminant de plus de 10 ans de travail pour concevoir et construire le réseau quantique britannique », a déclaré le co-auteur Adrian Won pour le département de l'ingénierie de Cambridge.
« Non seulement il démontre l'utilisation de plusieurs technologies de communication quantique, mais également les systèmes de gestion des clés sécurisés nécessaires pour permettre un cryptage de bout en bout transparent entre nous. »
« Il s'agit d'une étape importante dans la fourniture de la sécurité quantique pour les communications sur lesquelles nous comptons tous dans notre vie quotidienne à l'échelle nationale », a déclaré le co-auteur, le professeur Richard Penty, également de Cambridge et qui a dirigé le package de travail quantique des réseaux dans le centre de communication quantique.
« Cela n'aurait pas été possible sans la collaboration étroite des deux équipes de Cambridge et de Bristol, le soutien de nos partenaires industriels Toshiba, BT, Adtran et Cisco, et nos bailleurs de fonds de l'UKRI. »
« Il s'agit d'une réalisation extraordinaire qui met en évidence les forces de classe mondiale du Royaume-Uni dans la technologie de réseautage quantique », a déclaré Gerald Buller, directeur du Hub Hub, basé à l'Université Heriot-Watt.
« Cette démonstration passionnante est précisément le type de travail que le Hub Quantum Networks intégré soutiendra au cours des prochaines années, en développant les technologies, les protocoles et les normes qui établira une infrastructure nationale de communications quantiques résilientes et à l'épreuve des futurs. »
L'UKQN actuel couvre deux réseaux quantiques métropolitains autour de Bristol et Cambridge, qui sont connectés via une « épine dorsale '' de quatre liaisons de fibres optiques à longue distance s'étendant sur 410 kilomètres avec trois nœuds intermédiaires.
Le réseau utilise une fibre monomode sur l'installation nationale de fibres noires de l'EPSRC (qui fournit des fibres dédiées à des fins de recherche), et des commutateurs optiques à faible perte permettant la reconfiguration du réseau du trafic de signal classique et quantique.
L'équipe poursuivra ce travail davantage par le biais d'un projet EPSRC, le centre intégré des réseaux quantiques, dont la vision est d'établir des réseaux quantiques à toutes les échelles de distance, des réseaux locaux de processeurs quantiques aux réseaux enchevêtrés à l'échelle nationale pour la communication quantique, les complexes et les séduismes distribués.
