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Les « répéteurs quantiques » pourraient rehausser les communications protégées NOUVELLES INFORMATIQUE QUANTIQUE 04.05.2015

mai 4 / 15
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Les scientifiques ont proposé une nouvelle méthode pour transmettre des communications quantiques protégées sur de plus longues distances.

La cryptographie de prochaine génération pourrait permettre la transmission de messages en toute confidentialité, en tirant profit de la vérification intégrée des atteintes à la sécurité. Toutefois, les états quantiques utilisés pour encoder les messages sont délicats et difficiles à envoyer sur de longues distances. Par exemple, les canaux de fibres optiques qui transmettent des photons absorberaient et perdraient 90 pour cent de ces photons sur une distance de 50 km.

Les réseaux de communications traditionnels, comme les tours de téléphonie cellulaire et les câbles téléphoniques en fibre optique ne font qu’amplifier les signaux faibles au fil de leur parcours dans le système. Le problème avec les communications quantiques c’est qu’en raison de différentes règles, l’information quantique ne peut être copiée directement. Les scientifiques tentent de trouver des solutions pratiques à ce problème.

Une nouvelle conception publiée le mois dernier dans Nature Communications pourrait offrir une solution. Hoi-Kwong Lo (Université de Toronto), boursier associé au sein du programme Informatique quantique de l’ICRA, a collaboré à ces travaux avec les auteurs principaux Koji Azuma et Kiyoshi Tamaki (tous deux de NTT Basic Research Laboratories, Japon).

Des conceptions antérieures de répéteurs quantiques dépendent de mémoires quantiques en interface entre la matière et les photons. Essentiellement, chaque répéteur agit comme un ordinateur quantique primitif qui capte et ensuite retransmet les photons dans une espèce de course à relais. Toutefois, ces conceptions sont lentes, de mise en œuvre difficile et requièrent un refroidissement.

« Auparavant, les gens disaient que le défi était de concevoir des mémoires quantiques-matière et de voir ensuite comment faire l’interface entre la mémoire quantique et les photons? Mais nous disons qu’il y a une autre solution », explique Lo.

Lo et ses collègues ont proposé de remplacer les interfaces avec des répéteurs photoniques qui utilisent des grappes d’états quantiques hautement intriqués. Ces grappes d’états créent plus efficacement des intrications longue distance le long des canaux, permettant une économie de temps et une exploitation du système à température ambiante.

La nouvelle conception rapproche les scientifiques du chiffrement quantique. Une fois qu’il est possible de transmettre avec fidélité les états quantiques sur de longues distances, leur état fragile devient un avantage, celui-ci s’effondre et brise la connexion en cas d’intrusion.

En principe, le chiffrement quantique pourrait permettre la concrétisation de la protection parfaite, mais il demeure plusieurs obstacles à surmonter avant d’y arriver. Même si les scientifiques ont réussi à combler les lacunes une à la fois ces dernières années, le défi est de les combler toutes simultanément. Une fois que nous aurons réussi et que les répéteurs quantiques deviennent réalité, Lo dit que « nous allons finalement atteindre la sécurité inconditionnelle – le Saint Graal de la sécurité des communications. »