Le cryptage actuel des données Internet repose sur des algorithmes mathématiques vulnérables à l'informatique quantique, mais une nouvelle méthode basée sur la cryptographie quantique utilise des particules lumineuses pour un codage inviolable et pourrait être étendue à l'échelle mondiale avec les satellites. Un réseau hybride pourrait également combiner les deux types de chiffrement, en utilisant des méthodes quantiques uniquement pour les données particulièrement sensibles.
La cryptographie quantique permet une communication sécurisée sur de grandes distances.
Comment pouvons-nous garantir que les données envoyées sur Internet ne sont accessibles qu’à leur destinataire prévu ? Actuellement, nos données sont sécurisées à l’aide de méthodes de cryptage basées sur le principe que la factorisation de grands nombres est une tâche complexe. Cependant, comme l'informatique quantique Avec les progrès réalisés, ces techniques de cryptage pourraient devenir vulnérables et potentiellement inefficaces à l’avenir.
Chiffrement au moyen de lois physiques
Tobias Vogl, professeur d'ingénierie des systèmes de communication quantique, travaille sur un processus de cryptage reposant sur des principes de physique. « La sécurité reposera sur les informations codées dans des particules lumineuses individuelles puis transmises. Les lois de la physique ne permettent pas d'extraire ou de copier ces informations. Lorsque l’information est interceptée, les particules lumineuses changent de caractéristiques. Comme nous pouvons mesurer ces changements d’état, toute tentative d’interception des données transmises sera immédiatement reconnue, quels que soient les futurs progrès technologiques », explique Tobias Vogl.
Le grand défi de la cryptographie dite quantique réside dans la transmission de données sur de longues distances. Dans les communications classiques, les informations sont codées dans de nombreuses particules lumineuses et transmises via des fibres optiques. Cependant, les informations contenues dans une seule particule ne peuvent pas être copiées. En conséquence, le signal lumineux ne peut pas être amplifié de manière répétée, comme c'est le cas avec les transmissions par fibre optique actuelles. Cela limite la distance de transmission des informations à quelques centaines de kilomètres.
Pour envoyer des informations vers d’autres villes ou continents, la structure de l’atmosphère sera utilisée. À des altitudes supérieures à 10 kilomètres environ, l’atmosphère est si fine que la lumière n’est ni diffusée ni absorbée. Cela permettra d’utiliser des satellites pour étendre les communications quantiques sur de plus longues distances.
Satellites pour les communications quantiques
Dans le cadre de la mission QUICK³, Tobias Vogl et son équipe développent un système complet comprenant tous les composants nécessaires à la construction d'un satellite de communications quantiques. Dans un premier temps, l’équipe a testé chacun des composants du satellite. La prochaine étape consistera à tester l’ensemble du système dans l’espace.
Les chercheurs étudieront si la technologie peut résister aux conditions spatiales et comment les différents composants du système interagissent. Le lancement du satellite est prévu pour 2025. Toutefois, pour créer un réseau global de communications quantiques, il faudra des centaines, voire des milliers de satellites.
Réseau hybride pour le chiffrement
Le concept ne nécessite pas nécessairement que toutes les informations soient transmises par cette méthode, très complexe et coûteuse. Il est concevable de mettre en place un réseau hybride dans lequel les données peuvent être cryptées physiquement ou mathématiquement. Antonia Wachter-Zeh, professeur de codage et de cryptographie, travaille au développement d'algorithmes suffisamment complexes pour que même les ordinateurs quantiques ne puissent les résoudre.
À l’avenir, il suffira encore de chiffrer la plupart des informations à l’aide d’algorithmes mathématiques. La cryptographie quantique ne sera une option que pour les documents nécessitant une protection particulière, par exemple dans les communications entre banques.
