Une percée dans ‘l’enchevêtrement’ quantique pourrait empêcher de mettre internet sur écoute

Des chercheurs de la TU Delft et de l’université d’Oxford sont parvenus à créer de puissantes connexions basées sur le principe de ‘l’enchevêtrement’ en mécanique quantique. Ils seraient ainsi à même de concevoir à brève échéance des réseaux quantiques qui ne pourraient plus être mis sur écoute. Cette découverte est publiée aujourd’hui même dans la revue scientifique Science.

La sécurisation de la communication est l’un des principaux défis à relever en cette ère numérique. Dans le monde entier, des chercheurs planchent sur de nouvelles méthodes permettant de réaliser des réseaux vraiment sûrs: sur base des lois de la mécanique quantique. Dans ce genre de réseaux, il est fondamentalement impossible de pratiquer de l’espionnage en secret.

La création de solides connexions dans ces réseaux, sur base du principe à la fois puissant et vulnérable de l’enchevêtrement quantique, représente cependant encore un grand défi. “Les électrons emmêlés se comportent comme s’ils n’étaient qu’un, peu importe la distance. Quelle que soit la façon dont on examine ces électrons, ils offrent toujours une information partagée’, explique le professeur Ronald Hanson (TU Delft). Une mesure effectuée sur une particule influence instantanément la mesure sur une autre particule, même si elles sont à des années-lumière l’une de l’autre. Einstein ne croyait pas en ce ‘fonctionnement fantomatique à distance’, mais en 2015, une expérience astucieuse réalisée à Delft mit fin aux derniers doutes.

De l’information en deux endroits en même temps

Les chercheurs sont pour l’instant occupés à utiliser l’enchevêtrement pour une technologie radicalement nouvelle. “L’information se trouve pour ainsi dire en deux endroits en même temps, et l’information sensible ne doit de ce fait pas bouger”, explique Hanson. “Nous prévoyons à l’avenir des connexions réseautiques sûres sur base de l’enchevêtrement.”

Le groupe de chercheurs dirigé par Ronald Hanson à l’institut de recherche QuTech est réputé pour effectuer des connexions basées sur l’enchevêtrement quantique. A l’aide de particules lumineuses, les chercheurs sont capables d’envoyer l’information quantique sur des distances macroscopiques: jusqu’à plus d’un kilomètre. Le grand atout de l’enchevêtrement, c’est qu’il est invisible pour un intermédiaire et que l’information ne peut donc pas être mise sur écoute.

Comme du whisky

Les chercheurs ont effectué cet enchevêtrement quantique entre deux électrons dans deux diamants. A présent, ils accomplissent un autre pas important: ils ont réussi à créer une puissante connexion d’enchevêtrement à partir de plusieurs connexions plus faibles.

Hanson explique comment cela marche: “Nous sommes parvenus à stocker temporairement l’information enchevêtrée dans les noyaux de chaque diamant. Alors que l’information était stockée en sécurité, nous avons pu de nouveau enchevêtrer les électrons. Il y avait donc alors deux connexions. En les combinant de manière intelligente, nous avons réussi à obtenir une connexion enchevêtrée plus puissante de ces connexions plus faibles, un peu comme quand on distille du whisky à partir d’ingrédients de base à faible teneur en alcool.”

Cette ‘distillation’ de l’enchevêtrement peut en principe toujours plus souvent être répétée, jusqu’à ce que la connexion ait la puissance souhaitée.

Internet quantique

Cette méthode ouvre d’importantes portes pour l’internet quantique. “Pour réaliser ce genre de réseau, nous avons besoin de tout ce que l’internet actuel utilise: une mémoire, un processeur et des connexions. A présent, nous sommes à même de vous montrer que nous pouvons utiliser les noyaux comme mémoire, sans qu’ils soient perturbés par de nouvelles connexions entre les électrons – considérés comme le processeur”, affirme Norbert Kalb. En tant que doctorant, il avait déjà effectué des recherches sur la façon dont l’enchevêtrement peut être stocké dans des noyaux, pendant qu’un nouvel enchevêtrement est en cours de réalisation. La découverte est publiée aujourd’hui dans la revue Science