La US Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) a rassemblé une équipe de chercheurs pour rendre les réseaux de communication plus sûrs en leur injectant Quantumness
Pouvons-nous ajouter de la quantification à Internet pour le rendre plus sécurisé?
L'armée américaine a lancé une initiative pour déterminer comment les appareils et particules quantiques pourraient augmenter les réseaux de communication traditionnels – comme ceux qui composent Internet – pour les rendre plus sécurisés.
Les réseaux quantiques qui partagent des informations via les états quantiques des particules sont extrêmement sécurisés. Par exemple, les messages de ces États ne peuvent pas être copiés subrepticement, grâce aux propriétés de la physique quantique. Pour cette raison, plusieurs réseaux de communication quantique ont déjà été construits dans le monde.
Mais un Internet entièrement quantique a été entravé parce que nous ne savons pas comment construire certains des appareils cruciaux pour le faire fonctionner. Au lieu d'attendre que toutes les questions en suspens soient à répondre, la US Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) a lancé un programme pour identifier les avantages à court terme de rendre les réseaux de communication existants plus quantiques.
Surtout, l'objectif de l'agence est d'identifier des ajouts quantiques qui seront pratiques et utiles dans un avenir proche, explique Allyson O'Brien, responsable du programme pour le programme de réseau quantique (Quanet) de DARPA. «Nous ne pouvons pas tout faire quantum du batt», dit-elle.
En août, l'équipe de Quanet s'est réunie pour un hackathon qui a culminé dans une démonstration en béton: la lumière mise dans un état quantique spécial a été utilisée pour transmettre des images telles que le logo DARPA et un simple graphique d'un chat. À son meilleur, ce test précoce d'un réseau à augmentation quantique a atteint des taux de bit suffisamment élevés pour diffuser une vidéo à haute définition.
O'Brien dit que les états quantiques de cette démonstration ne sont qu'un exemple d'une gamme de quantumness que le programme Quanet explore. Les chercheurs travaillent également sur «Hyperentangelement», où plusieurs propriétés de lumière seraient simultanément liées par la liaison inextricable de l'enchevêtrement quantique. Les modèles mathématiques préliminaires suggèrent que l'hyperentangement peut aider à coder plus d'informations sécurisées à moins de signaux légers, réduisant les ressources dont le réseau quantique aurait besoin.
À l'autre extrémité du spectre, l'équipe explore la lumière dans son réseau pas entièrement quantum mais semblable à un quantum. Cela implique de dresser la lumière avec certaines propriétés des états quantiques sans forcer un changement fondamental complet dans son caractère physique.
Les chercheurs de Quanet développent également une carte d'interface réseau quantique, un composant qui peut être branché sur des dispositifs de communication pour leur permettre de transmettre et de recevoir des signaux quantiques.
Il existe de nombreuses questions ouvertes sur l'utile de ces interventions, et à quels étapes et niveaux de conception de réseau, ils sont le mieux déployés. Mais O'Brien dit que Quanet rassemble des physiciens quantiques, des ingénieurs électriciens et des spécialistes du réseau pour répondre à ces questions aussi réaliste que possible.
«Les réseaux quantiques ne vont pas tout résoudre», explique Joseph Lukens à l'Université Purdue dans l'Indiana. Ils excellent seulement dans certaines tâches, et le moyen le plus efficace de les exécuter comprendra toujours certains appareils de réseautage traditionnels. «L'avenir est que les réseaux quantiques devront automatiquement être intégrés aux réseaux classiques», explique Lukens. À son avis, cela rend des programmes comme Quanet précieux – malgré toutes les questions sur la façon d'augmenter quantiquement l'infrastructure Internet très bien développée et omniprésente que nous avons déjà.
Ce serait un grand succès si le programme développait un système où les utilisateurs pouvaient parfois passer à un «mode quantique» ultra-sécurisé sur leurs appareils. De cette façon, nous pourrions tous profiter de ces augmentations sans rien savoir sur les lois de la physique quantique, explique Lukens.
