Pour la première fois, une équipe chinoise a réussi à démontrer la faisabilité d’un protocole de communication extrêmement sûr. Cette technique permet d’échanger entre deux personnes une clé de chiffrement, c’est-à-dire une suite de chiffres servant à brouiller et à déchiffrer un message, en garantissant qu’aucune écoute et aucun vol d’informations n’ont été faits. Les chercheurs de l’université de science et technologie de Chine, à Hefei, ont réalisé cette expérience, publiée dans Science, le 5 février, entre deux points séparés d’une distance équivalente à 100 kilomètres de fibres optiques enroulées.

Une avancée majeure dans le domaine du chiffrage quantique

Pour chiffrer et déchiffrer des messages, une clé secrète est utilisée entre Alice et Bob. Bob et Alice créent chacun un objet quantique à deux têtes, avec un atome et un photon, dont les propriétés sont fortement corrélées, même à grande distance. Cette intrication est un phénomène purement quantique.

Un processus complexe et sécurisé

L’atome reste sur place et les photons sont envoyés vers un tiers, Charlie, via des câbles de fibre optique. Charlie va observer les interférences entre les deux particules. L’interférence a pour effet d’intriquer instantanément les deux atomes d’Alice et de Bob, qui ont quelques microsecondes pour faire des mesures sur ces particules et pour accumuler des informations. Certains bits servent à confirmer l’intrication et d’autres à construire la clé secrète. Un piratage ou espionnage des instruments de Charlie détruit le canal invisible entre Alice et Bob, qui n’échangent donc pas de clé.

Des implications importantes pour la sécurité des communications

« C’est un exploit ! », confirme Olivier Alibart, enseignant-chercheur à l’université Côte d’Azur. Il n’est pas lié à une invention particulière, mais l’équipe a poussé aux limites plusieurs techniques, mises ensemble. « Nous sommes impressionnés par ces résultats », appuie Harald Weinfurter, de l’Institut Max-Planck d’optique quantique à Munich (Allemagne), dont l’équipe, en 2022, avait, sur un protocole assez proche, effectué une transmission sur 400 mètres.

Un pas vers une sécurité renforcée

Ce n’est évidemment pas la première fois que des clés de chiffrement sont envoyées sur un réseau. Toutes les communications téléphoniques ou via Internet y ont recours quotidiennement. La sécurité repose sur des principes mathématiques : des fonctions sont faciles à calculer dans un sens, mais impossibles, en temps raisonnable, dans l’autre. La sécurité du protocole chinois repose, elle, sur les lois de la physique, par définition inviolables. En 1984, l’Américain Charles Bennett et le Canadien Gilles Brassard avaient ainsi imaginé une procédure utilisant une propriété quantique particulière des particules : un grain de lumière peut être dans deux états de polarisation à la fois. Un expéditeur envoie à son correspondant un tel photon en état de superposition pour coder la clé. Mais, si un espion intercepte la conversation, il détruit cette superposition fragile, et un test statistique sur les informations partagées par les deux correspondants suffit à déterminer s’il y a eu ou non écoute.

En conclusion

Cette première démonstration réussie du chiffrage quantique à distance par une équipe chinoise ouvre de nouvelles perspectives en matière de sécurité des communications. En s'appuyant sur des principes physiques inviolables, cette avancée pourrait contribuer à renforcer la confidentialité des échanges dans un monde de plus en plus connecté et exposé aux risques de cyberattaques.