Un réseau informatique quantique à l'échelle planétaire serait bientôt possible
Selon les résultats d'une recherche

Le , par Bill Fassinou

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Le jeudi dernier, IOPScience a publié des informations par rapport à une étude de scientifiques italiens sur les communications quantiques par satellite. L’expérience consistait à acheminer des photons par impulsion infrarouge entre un satellite russe en orbite (le GLONASS) et le centre de géodésie spatiale au sol géré par l'Agence spatiale italienne sur une distance oblique de 20 000 kilomètres ; une expérience réussie à en croire le site. Rappelons que Microsoft avait annoncé fin 2017 qu’il était en train de travailler sur un nouveau langage de programmation dédié aux ordinateurs quantiques. Satya Nadella, le PDG de Microsoft, estimait que ces machines de l’avenir pourraient permettre de réaliser des avancées technologiques majeures dans des secteurs d’activité liés à l’énergie ou la santé, par exemple.

En novembre 2017, l’entreprise technologique américaine, Google, et le géant de l’industrie automobile allemande, Volkswagen, ont établi un partenariat qui pourrait bien révolutionner le monde des transports. En effet, Volkswagen et Google, lors de la conférence technologique “Web Summit 2017” qui se tenait à Lisbonne, au Portugal, ont annoncé qu’ils travaillaient ensemble sur un projet commun qui, à terme, devrait permettre d’exploiter le potentiel de l’informatique quantique pour résoudre certains problèmes fondamentaux dans plusieurs domaines.


Dans la même foulée, Trump vient de signer un projet de loi pour dynamiser la recherche en informatique quantique. Des chercheurs aux États-Unis et dans les pays alliés ont beaucoup progressé en informatique quantique au cours des deux dernières décennies. Par exemple, D-Wave Systems du Canada a récemment annoncé que son ordinateur quantique de 2048 qubits pourrait être utilisé pour simuler des phénomènes exotiques associés à la supraconductivité. D-Wave, qui compte parmi ses investisseurs le milliardaire amazonien Jeff Bezos, collabore depuis des années avec Google, la NASA, Lockheed Martin et d’autres clients aux frontières de l’informatique quantique.

L'informatique quantique est le sous-domaine de l'informatique qui traite des calculateurs quantiques utilisant des phénomènes de la mécanique quantique, par opposition à ceux de l'électricité exclusivement, pour l'informatique dite classique. Les phénomènes quantiques utilisés sont l'intrication quantique et la superposition. Les opérations ne sont plus basées sur la manipulation de bits dans un état 1 ou 0, mais de qubits en même temps dans un état de 1 et 0. Les chercheurs italiens estiment que pour pouvoir mettre en place un réseau quantique à l’échelle mondiale, les communications quantiques (CQ) par satellite constituent une ressource précieuse. ScienceAlert qui parle également de cette expérience a indiqué que le passage de ces photons dans un tel espace sans interférence aucune et sans perte de données n’a pas été une tâche facile. Selon lui, ce type de réseau pourrait bien naître dans les années à venir.

Les communications quantiques vont permettre d’assurer une bonne sécurité des données, car les communications vont se faire sur la base de protocoles quantiques tels que l’échange ou la distribution de clé quantique (QKD). L'échange de clé quantique (ou distribution de clé quantique, ou négociation de clé quantique), souvent abrégé QKD (Quantum Key Distribution) est un protocole cryptographique visant à établir un secret partagé entre deux participants qui communiquent sur un canal non sécurisé. Ce secret sert généralement à générer une clé cryptographique commune (c'est pourquoi il s'agit d'échange de clé, au singulier), permettant ensuite aux participants de chiffrer leurs communications au moyen d'un algorithme de chiffrement asymétrique.


L'échange de clé quantique se caractérise en ce qu'il fonde sa sécurité non pas sur la difficulté calculatoire supposée de certains problèmes, comme c'est le cas pour les protocoles cryptographiques utilisés aujourd'hui, mais sur l'impossibilité supposée de violer les principes de la physique quantique. Il s'agit d’un cas particulier de cryptographie quantique. Parmi les propriétés fondamentales sur lesquelles s'appuie l'échange de clé quantique, il y a notamment le théorème de non clonage, qui garantit qu'il est impossible pour un pirate de créer une réplique exacte d'une particule dans un état inconnu. Ainsi il est possible sous certaines conditions de détecter une tentative d'interception des communications. A ce propos, Giuseppe Vallone, de l'Université de Padoue en Italie, a déclaré que « les communications quantiques dans l'espace (CQ) représentent un moyen prometteur de garantir une sécurité inconditionnelle pour les liaisons optiques satellite-sol et inter-satellites, en utilisant des protocoles d'informations quantiques comme distribution de clé quantique (QKD) ».

ScienceAlert rappelle que la clé de la réussite des échanges de données a été l’utilisation de catadioptres passifs montés sur les satellites pour conserver intacts les signaux lumineux longue distance, ce qui a dépassé de 15 000 kilomètres la distance record enregistrée auparavant pour ce type de communication quantique. Cette expérience a permis à ces scientifique de se rendre compte qu’on peut désormais établir des communications quantiques entre le sol et les satellites. « Les technologies satellitaires permettent une large gamme d'applications civiles, scientifiques et militaires telles que les communications, la navigation et la synchronisation, la télédétection, la météorologie, la reconnaissance, la recherche et le sauvetage, l'exploration spatiale et l'astronomie. Le cœur de ces systèmes consiste à transmettre en toute sécurité des informations et des données de satellites en orbite à des stations au sol sur Terre. La protection de ces canaux contre un pirate malveillant est donc cruciale pour les opérations militaires et civiles », a ajouté Giuseppe Vallone.

Les chercheurs ont rajouté qu’ils commencent à peine à utiliser des communications quantiques et n’ont aucune idée des possibilités qu’elle aura à offrir. Aussi, ils estiment ne pas être en mesure de dire à quoi peut ressembler l'internet quantique ou encore à quoi il pourrait bien servir.

Sources : ScienceAlert, IOPScience

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Voir aussi

Microsoft crée un nouveau langage de programmation dédié aux ordinateurs quantiques qui devrait être officialisé d'ici la fin d'année

Google et Volkswagen s'allient autour de l'informatique quantique pour développer les transports urbains et les véhicules électriques autonomes

Trump signe un projet de loi pour dynamiser la recherche en informatique quantique avec 1,2 milliard de dollars

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Avatar de archqt
Membre averti https://www.developpez.com
Le 27/12/2018 à 10:06
Avant soit je comprenais, soit je ne comprenais pas, maintenant j'ai un sentiment de flottement ça change.
Avatar de Pomalaix
Rédacteur https://www.developpez.com
Le 27/12/2018 à 12:55
Citation Envoyé par archqt Voir le message
Avant soit je comprenais, soit je ne comprenais pas, maintenant j'ai un sentiment de flottement ça change.
Comme disait Confucius : la physique quantique, si t'as tout compris, c'est qu'on t'a mal expliqué !
Avatar de Lxtrem
Membre à l'essai https://www.developpez.com
Le 27/12/2018 à 13:32
c'est intéressant, d'un côté l'informatique quantique pourra garantir une sécurité optimale quand elle sera partout, mais d'un autre côté, le premier qui possèdera une ordinateur quantique fonctionnel et un peu avancé pourra mettre à bas n'importe laquelle de nos sécurités actuelles.
Et c'est possible que la nsa ou autre en aient déjà un, et ça n'a rien de rassurant !
Les quelques (dizaines d') années où l'informatique quantique sera avancée mais pas encore démocratisée vont être complexe à gérer...
Avatar de sitexw
Membre régulier https://www.developpez.com
Le 28/12/2018 à 11:47
Sauf si je n'ai pas compris, la transmission de données sécurisé quantiquement, permet juste de détecté si le message à été intercepté ou pas. Mais ne permet pas de rendre les données illisible. Si les codes nucléaire (ou autre ^^) sont transmis par ce moyen, on pourra juste savoir si un pirate les a intercepté. Et le cas échéant, il pourra lire le message en claire.

Donc on sera toujours obligé de crypté nos messages transmis par ce moyen, avec cette fois-ci, des algorithme résistant au attaques quantique et classique.

Pour finir, je ne comprends pas trop l'intérêt de la transmission quantique, car il faudra toujours un algorithme de chiffrement fort derrière... En tout cas, je ne vois pas l'intérêt pour une utilisation grand public.

Si quelqu'un à des précisions à ce sujets, je suis intéressé.
Avatar de Lxtrem
Membre à l'essai https://www.developpez.com
Le 28/12/2018 à 12:21
Concernant l'utilisation grand public, ça fait toujours plus de puissance, et depuis le début de l'informatique, la puissance des ordinateurs ne cesse d'augmenter, et les gens en veulent toujours plus.
Si aujourd'hui on ne sait pas encore à quoi une telle puissance pourrait servir pour des particuliers, peut être que dans dix ans ça sera évident.
Apres tout, une des premières fusées à s'être posée sur la lune à été lancée avec 2kb de RAM, aujourd'hui le moindre ordi en a minimum 2GB.
D'un point de vue sécuritaire, le fait de pouvoir vérifier si le données ont été intercéptées pourrait engendrer un changement des clés de chiffrement je pense.
Voici un article qui en parlera mieux que moi : https://www.riskinsight-wavestone.co...ique-securite/
Il commence a être un peu vieux mais la partie sur la sécurité reste d'actualité.
Avatar de provirus
Membre confirmé https://www.developpez.com
Le 06/01/2019 à 13:39
permet juste de détecté si le message à été intercepté ou pas. Mais ne permet pas de rendre les données illisible. Si les codes nucléaire (ou autre ^^) sont transmis par ce moyen, on pourra juste savoir si un pirate les a intercepté. Et le cas échéant, il pourra lire le message en claire.
De ce que j'ai lu il y a quelques années, en fait, si un message quantique est intercepté par une personne, le fait que cette personne regarde le message modifie l'état du message. Donc, le véritable destinataire va recevoir un message corrompu.
Dans ce cas, si A veut envoyer une clé à B, mais que C l'intercepte, C aura la bonne clé, mais B n'aurait pas la bonne clé. Si B envoi sa clé encryptée avec la clé corrompu à A, alors A et B ne pourront pas se comprendre et cela est vérifiable avant de transmettre les données importantes.
Avatar de byrautor
Membre averti https://www.developpez.com
Le 06/01/2019 à 17:59
Citation :
Comme disait Confucius : la physique quantique, si t'as tout compris, c'est qu'on t'a mal expliqué !

Pas mal, enfin, j'ai tout à apprendre.
Ah Bon Ah !
Avatar de Christian_B
Membre régulier https://www.developpez.com
Le 08/01/2019 à 12:36
Bonjour,
Je trouve l'expression "informatique quantique" plutôt confuse et fourre-tout. Après tout, les circuits électroniques actuels sont déjà "quantiques" puisque l'invention des semi-conducteurs était déjà une application des théories quantiques.
Les ordinateurs à superposition d'état sont une chose, les transmissions sécurisées en sont une autre.
A ce propos :
Citation Envoyé par sitexw
Sauf si je n'ai pas compris, la transmission de données sécurisé quantiquement, permet juste de détecté si le message à été intercepté ou pas. Mais ne permet pas de rendre les données illisible.
En effet (si on parle du non-clonage) mais l'avantage de détecter immédiatement une interception de données est énorme et évident.
Non seulement cela évite un espionnage prolongé passant inaperçu, mais il est facile de répartir les donnés importantes dans plusieurs paquets de façon que le décodage de quelques paquets isolés ne serve à rien. Si on suspend une transmission dès qu'une intrusion est détectée jusqu'à ce que des mesures (techniques, juridiques, etc) soient prises, cela rend l'espionnage pratiquement inopérant et plus dangereux.
La difficulté vient plutôt de l'imperfection des réseaux, qui peut aussi provoquer une corruption des données, ce qui complique un peu la détection des interceptions. Mais si seule l'interception d'une grande proportion des paquets de données peut être utile, ce sera facile à constater.
Par ailleurs la corruption des données n'est pas vraiment un problème en soi si la transmission n'est pas trop mauvaise : la redondance permet de la détecter et on retransmet automatiquement les information, cela entraîne seulement un ralentissement. D'où la perfection habituelle des données reçues par internet (si elles n'étaient pas défectueuses au départ, par exemple du fait d'un disque dur détérioré sur le serveur, si ce n'est pas contrôlé correctement).
Avatar de Christian_B
Membre régulier https://www.developpez.com
Le 08/01/2019 à 12:50
Citation Envoyé par Pomalaix
Comme disait Confucius : la physique quantique, si t'as tout compris, c'est qu'on t'a mal expliqué !
Je ne savais pas que Feynman avait pris "Confucius" comme pseudonyme"
Avatar de vxlan.is.top
Membre éclairé https://www.developpez.com
Le 08/01/2019 à 13:39
Citation Envoyé par sitexw Voir le message

Pour finir, je ne comprends pas trop l'intérêt de la transmission quantique, car il faudra toujours un algorithme de chiffrement fort derrière... En tout cas, je ne vois pas l'intérêt pour une utilisation grand public.

Si quelqu'un à des précisions à ce sujets, je suis intéressé.
Ça n'est pas lié au chiffrement. L'intérêt de la transmission quantique, c'est de pouvoir préserver l'intrication des photons pendant leur transport entre 2 ordinateurs quantiques. Dit autrement, ça permettra d'échanger "de façon native" les flux de photons pour monter l'équivalent de clusters d'ordinateurs quantiques.

Citation Envoyé par Lxtrem Voir le message
c'est intéressant, d'un côté l'informatique quantique pourra garantir une sécurité optimale quand elle sera partout, mais d'un autre côté, le premier qui possèdera une ordinateur quantique fonctionnel et un peu avancé pourra mettre à bas n'importe laquelle de nos sécurités actuelles.
Et c'est possible que la nsa ou autre en aient déjà un, et ça n'a rien de rassurant !
Les quelques (dizaines d') années où l'informatique quantique sera avancée mais pas encore démocratisée vont être complexe à gérer...
Ca relève de la cryptographie post-quantique (chercher des algorithmes "durcis" face à un attaquant muni d'un ordinateur quantique).
Le NIST (National Institute of Standards & Technologies) avait lancé en 2017 une initiative pour localiser quelques algorithmes candidats qui pourraient bien être les premiers standards historiques de cette nouvelle ère en termes de Sécurité.

-VX
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