Chine récemment lancé un satellite en orbite avec une caractéristique unique: il a la capacité d'envoyer des informations en toute sécurité, non pas avec un cryptage mathématique mais en utilisant les lois fondamentales de la physique. La Chine sera le premier pays à réaliser cet exploit et marque une étape importante dans le développement des technologies quantiques.
La prochaine révolution Dans la technologie promet d'embrasser les lois fondamentales de la physique pour permettre aux dispositifs d'effectuer des opérations qui sont au-delà des limites de l'électronique actuelle. Le potentiel des ordinateurs quantiques pour s'attaquer à certains des problèmes les plus problèmes mathématiques complexes est très excitant. Mais la sécurité de l'information fournie par les communications quantiques pourrait être tout aussi importante.
Notre société dépend fortement des communications numériques. Au cours des trois dernières années, nous avons envoyé plus d'information par Internet que ce qui avait été communiqué dans l'ensemble de l'histoire humaine avant cette période. Une grande partie de ces données est sensible et nous voulons souvent la garder à l'abri des regards indiscrets. Mais comment pouvons-nous faire confiance aux communications sur Internet quand elles reposent sur des données qui circulent dans des chaînes d'ordinateurs potentiellement inconnus? Prendre une place sur l'une de ces chaînes et espionner les données en passant semble trop facile.
La solution actuelle à ce défi de communication est d'utiliser des mathématiques complexes dans une série d'algorithmes connus sous le nom de cryptographie à clé publique. Mais le pouvoir croissant des ordinateurs et l'ingéniosité des hackers ouvrent de plus en plus de fissures dans cette armure mathématique. Une solution idéale à ce problème fournirait une sécurité de l'information prouvable, garantissant la sécurité de nos informations personnelles. C'est là que la physique quantique intervient.
Technologie laser
La technologie à bord du nouveau satellite de la Chine est simple dans la conception et presque magique en fonctionnement. Un cristal spécial divise un laser en deux faisceaux qui sont ensuite dirigés vers des stations de réception indépendantes sur Terre. Ces faisceaux partagent une propriété de la mécanique quantique connue sous le nom d'intrication, qui les relie ensemble même lorsqu'ils sont éloignés. Les actions effectuées sur un faisceau affecteront également l'autre faisceau.
L'astuce pour sécuriser les communications réside dans cette relation étrange entre les deux faisceaux. Le lien est utilisé pour envoyer des données aléatoires d'une station de réception à l'autre. Ces données peuvent être collectées et utilisées, essentiellement sous la forme d'un mot de passe complexe, pour crypter des données envoyées sur un canal public tel qu'Internet. Cette méthode de communication a été inventée par un célèbre physicien quantique, Artur Ekert. Crucialement, c'est avéré être sécurisé contre l'écoute et le piratage. La physique quantique ne peut pas être trompée, trompée ou inversée, contrairement aux mathématiques complexes de la cryptographie conventionnelle.
Le nouveau satellite de la Chine est une étape importante vers des communications vraiment sécurisées, car il permet d'envoyer des données quantiques sur des distances extrêmes entre deux endroits. À l'heure actuelle, avec un seul satellite, les capacités de la technologie sont limitées, mais il est facile de voir comment elle va évoluer à mesure que plus de satellites sont lancés et que les performances s'améliorent.
La prochaine pièce importante de ce puzzle se trouve à l'extrémité opposée de l'échelle de longueur. La majorité des communications circulent le long des chaînes, et la force d'une chaîne est seulement aussi bonne que son maillon le plus faible. Pour la communication quantique pratique, nous avons besoin de dispositifs intégrés à nos ordinateurs et smartphones qui échangent des données de la même manière que le satellite quantique. Ces appareils sont heureusement juste autour du coin. Dans quelques années, nous pouvons revenir sur l'écoute électronique et violations massives de l'information des bases de données comme un problème enterré dans le passé.
A propos de l'auteur
Robert Young, lecteur de l'information quantique, Université de Lancaster
Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.
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