Les hackers en possession d'ordinateurs quantiques représentent une menace sérieuse pour certains des « crypto-systèmes » actuels. Une solution intéressante utilise des méthodes de chiffrement basées sur des clés produites par des principes quantiques. Cependant, les protocoles de chiffrement quantiques actuels supposent que les appareils utilisés pour communiquer sont connus et dignes de confiance. Dans le cas contraire, la porte est ouverte à des écoutes clandestines.
Une équipe de physiciens autour de Nicolas Sangouard de l'IPhT et de l'Université de Bâle, et de Renato Renner de l'ETH Zürich, ont développé les bases théoriques d'un protocole de communication qui offre une confidentialité ultime et peut être mis en œuvre expérimentalement. Ce protocole garantit la sécurité contre des hackers ayant un ordinateur quantique avec des appareils de communication apparentés à des « boîtes noires » à la fiabilité inconnue.
Si quelques protocoles théoriques de communication avec des boîtes noires ont déjà été proposés, il existe un obstacle à leur mise en œuvre expérimentale. Les dispositifs doivent être extrêmement efficaces pour détecter les informations sur la clé de chiffrement. Si trop d'unités d'information – des paires de photons intriqués – ne sont pas détectées, il est impossible de savoir si elles ont pu être interceptées par un tiers.
Le nouveau protocole surmonte cet obstacle avec une astuce : les chercheurs ajoutent volontairement du bruit aux informations sur la clé de chiffrement. Même si de nombreuses unités d'information ne sont pas détectées, un « espion » reçoit si peu d'informations réelles sur la clé de chiffrement que la sécurité du protocole reste garantie. De cette façon, les chercheurs réduisent l'exigence sur l'efficacité de détection des appareils.
« Etant donnés les progrès récents concernant le développement des ordinateurs quantiques, nous avons un besoin urgent de nouvelles solutions de protection, explique Nicolas Sangouard. Notre travail représente une étape vers la réalisation de communications ultra-sécurisées.»
Les chercheurs ont déposé une demande de brevet.