Les États-Unis obtiennent enfin un réseau quantique à l'épreuve des pirates informatiques que les gens peuvent utiliser

Université de Chicago

Il y a quelques années, Edward Snowden, un sous-traitant travaillant pour la National Security Agency des États-Unis, a divulgué des documents montrant la manière dont les agences de renseignement espionnaient nos données. L'une des révélations les plus frappantes était que des espions avaient puisé dans des câbles à fibres optiques pour surveiller les vastes quantités d'informations qui les traversaient.

Les révélations de Snowden ont stimulé les efforts pour exploiter les propriétés presque mystiques de la science quantique afin de rendre un tel piratage impossible. Il y a maintenant des signes de progrès.

Une startup appelée Quantum Xchange dit avoir conclu un accord lui donnant accès à 500 miles (805 kilomètres) de câble à fibre optique longeant la côte est des États-Unis pour créer ce qui, selon elle, sera la première distribution de clé quantique (QKD) du pays. réseau.

De plus, cette semaine, l'Université de Chicago, l'Argonne National Laboratory et le Fermi National Accelerator Laboratory ont annoncé une coentreprise pour créer un banc d'essai pour une approche de sécurisation de la communication de données à l'aide de la téléportation quantique.

L'approche QKD utilisée par Quantum Xchange fonctionne en envoyant un message codé en bits classiques tandis que les clés pour le décoder sont envoyées sous forme de bits quantiques, ou qubits. Ce sont généralement des photons, qui se déplacent facilement le long des câbles à fibres optiques. La beauté de cette approche est que toute tentative d'espionnage sur un qubit détruit immédiatement son état quantique délicat, effaçant les informations qu'il transporte et laissant un signe révélateur d'une intrusion.

La première étape du réseau, reliant New York au New Jersey, permettra aux banques et autres entreprises d'expédier des informations entre les bureaux de Manhattan et les centres de données et d'autres emplacements en dehors de la ville.

Cependant, l'envoi de clés quantiques sur de longues distances nécessite des nœuds de confiance, qui sont similaires aux répéteurs qui amplifient les signaux dans un câble de données standard. Quantum Xchange indique qu'il en aura 13 sur l'ensemble de son réseau. Aux nœuds, les clés sont décryptées en bits classiques, puis renvoyées à un état quantique pour une transmission ultérieure. En théorie, un pirate pourrait les voler alors qu'ils sont brièvement vulnérables.

La téléportation quantique élimine ce risque en exploitant un phénomène connu sous le nom d'intrication. Cela implique de créer une paire de qubits - encore une fois, généralement des photons - dans un seul état quantique. Un changement d'un photon influence immédiatement l'état du photon lié, même s'ils sont très éloignés l'un de l'autre. En théorie, la transmission de données basée sur ce phénomène est impossible à pirater car la falsification de l'un des qubits détruit son état quantique. (Pour une description plus détaillée de la téléportation quantique, voir la quête d'Inside Europe pour construire un Internet quantique impossible à pirater.)

Les défis pour que cela fonctionne dans la pratique sont immenses, et l'approche est encore confinée aux laboratoires scientifiques. Envoyer un photon dans un morceau de fibre n'est pas un gros problème, dit David Awschalom, professeur à l'Université de Chicago, mais créer et maintenir un enchevêtrement est vraiment difficile. Cela est particulièrement vrai sur les réseaux câblés longue distance.

Université David Awschalom de Chicago

Awschalom est en tête l'initiative impliquant l'université et les laboratoires nationaux. L'objectif, dit-il, est de faire en sorte que le banc d'essai permette une approche plug-and-play qui permettra aux chercheurs d'évaluer diverses techniques d'enchevêtrement et d'envoi de qubits.

Le banc d'essai, qui sera construit avec plusieurs millions de dollars du Département américain de l'énergie et utilisera un tronçon de câble à fibre optique de 30 milles reliant les laboratoires, sera exploité par des membres du Chicago Quantum Exchange, qui rassemble 70 scientifiques et ingénieurs des trois institutions.

L'Europe et la Chine expérimentent également des réseaux de communication quantiques. Awschalom pense qu'il est bon d'avoir une saine concurrence sur le terrain. D'autres pays ont avancé pour construire des infrastructures [quantiques], dit-il. Maintenant, nous allons faire de même.

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