La sécurité des communications numériques est un enjeu majeur à l’ère du développement des ordinateurs quantiques. Les chercheurs du DTU ont franchi une étape importante dans la mise au point d’une méthode de cryptage quantique permettant de sécuriser les échanges de données sur de longues distances, ouvrant ainsi la voie à une protection renforcée des informations sensibles.
Les chercheurs du DTU sont parvenus à distribuer une clé quantique sécurisée en utilisant la méthode de distribution de clés quantiques à variables continues (CV QKD) sur une distance record de 100 km, la plus longue jamais atteinte avec cette technique. L’avantage de cette méthode réside dans sa compatibilité avec l’infrastructure Internet existante, ce qui facilite son déploiement à grande échelle.
Tobias Gehring, professeur associé au DTU, explique : « Nous avons réalisé de nombreuses améliorations, notamment en ce qui concerne la perte de photons le long du trajet. Dans cette expérience, publiée dans Science Advances, nous avons distribué de manière sécurisée une clé quantique cryptée sur 100 kilomètres via un câble à fibre optique. C’est une distance record avec cette méthode. »
La distribution de clés quantiques (QKD) est une technologie avancée sur laquelle travaillent les chercheurs pour sécuriser les échanges de clés cryptographiques. Cette technologie exploite les propriétés quantiques des photons pour créer une clé unique partagée entre l’expéditeur et le destinataire. Toute tentative d’interception ou de mesure des photons dans un état quantique modifie instantanément leur état, rendant impossible la copie de la clé sans altération du signal.
« Il est impossible de faire une copie d’un état quantique, comme lorsqu’on fait une copie d’une feuille A4 – si on essaie, ce sera une copie de qualité inférieure. C’est ce qui garantit qu’il n’est pas possible de copier la clé. Cela peut protéger les infrastructures critiques telles que les dossiers de santé et le secteur financier contre le piratage », précise Tobias Gehring.
La technologie CV QKD peut être intégrée à l’infrastructure Internet existante, basée sur la communication optique via des câbles à fibre optique. « L’avantage d’utiliser cette technologie est que nous pouvons construire un système qui ressemble à ce sur quoi repose déjà la communication optique », souligne Tobias Gehring. Cette compatibilité facilite l’implémentation de la CV QKD et réduit significativement les coûts associés.
Pour accroître la distance de transmission des clés quantiques, les chercheurs ont dû s’attaquer à trois facteurs limitants : le bruit, les erreurs et les imperfections matérielles. L’apprentissage automatique a permis de détecter plus tôt les perturbations affectant le système, tandis que des améliorations ont été apportées pour corriger plus efficacement les erreurs survenant lors de la transmission.
Fort de ces avancées, Tobias Gehring et son équipe prévoient d’établir un réseau de communication sécurisé entre les ministères danois et de générer des clés secrètes entre Copenhague et Odense pour permettre aux entreprises ayant des succursales dans les deux villes d’établir une communication quantique sûre.
Légende illustration : Le câble de fibre optique de 100 kilomètres par lequel une équipe de chercheurs de DTU a réussi à distribuer en toute sécurité une clé à chiffrement quantique. Photo : DTU
