L’informatique quantique et le casse du siècle

Après la mise en demeure d’Apple par un tribunal fédéral américain (après une plainte du FBI) de débloquer l’iPhone 5C, c’est au tour des équipes du MIT (Massachusetts Institute of Technology) et de l’Université autrichienne d’Innsbruck de partir à l’assaut des clés de chiffrement. Cette fois, il ne s’agit pas d’utiliser l’arme judiciaire, mais la puissance d’une machine quantique afin de factoriser très efficacement les nombres entiers (en un temps proportionnel à la longueur de la clé).

Si ces scientifiques arrivent à relever ce défi, ils pourraient accéder aux chiffrements employés pour protéger les cartes bancaires et toutes les transactions sensibles qui transitent sur les réseaux comme l’Internet notamment. De quoi ébranler tout le système bancaire ! Un casse du siècle réussi par une machine.

Comme Google, les chercheurs du MIT et d’Innsbruck affirment avoir développé une technique pour augmenter la stabilité des « qubits », ces particules élémentaires qui sont à la base du calcul quantique. Jusqu’à présent, le nombre 15 pouvait être, en informatique quantique, décomposé à partir de 12 qubits. Grâce à un laser capable de maintenir des atomes de calcium de manière stable, ils seraient parvenus à atteindre les 5 qbits avec « un niveau de confiance supérieur à 99 % ».

Ce n’est pas la première fois que ce genre d’annonce est faite. Début 2014, la National Security Agency (NSA) avait décidé de financer (à hauteur de 80 millions de dollars) des travaux menés à l’Université du Maryland. Appelés « Penetrating Hard Targets », ils visent à mettre au point un ordinateur quantique.

Mais la résistance s’organise afin que les algorithmes de chiffrement asymétrique (le plus connu étant le RSA en référence aux initiales de ses trois inventeurs, Ron Rivest, Adi Shamir et Len Adleman) soient plus robustes lorsque les ordinateurs quantiques deviendront une réalité. C’est l’objet du partenariat signé en 2015 entre Microsoft Research, le fabricant de semi-conducteurs NXP et l’Université de technologie du Queensland (en Australie). Leurs recherches visent à renforcer le protocole de sécurisation des échanges sur Internet TLS (Transport Layer Security).

Autre initiative, celle de deux mathématiciens de la Washington State University, Nathan Hamlin et William Webb. En mars 2005, ils ont présenté une nouvelle manière de faire du chiffrement asymétrique, en modifiant un vieil algorithme des années 70 (« Knapsack »).

Mais pour l’instant, seul le chiffrement quantique peut résister à l’ordinateur quantique ! « C’est une technologie qui tourne très bien au quotidien et qui commence à être déployée massivement par des sociétés commerciales. Mais c’est très contraignant : la distance est limitée à 100 km et cela ne fonctionne que de point à point. Pour le Web, ce n’est donc pas envisageable », explique Renaud Lifchitz, chercheur à l’Université de Duisburg-Essen. En février 2002, entre Genève et Lausanne (deux villes situées sur la rive suisse du lac Léman et distantes de 67 kilomètres), un message avait été échangé par un canal de communication sécurisé à 100 %. Ce sont des photons (de petits grains de lumière) qui ont permis à Nicolas Gisin et à ses collègues du groupe de physique appliquée de l’Université de Genève de réaliser ce tour de force.

De son côté, Mazyar Mirrahimi, qui dirige Quantic (une équipe commune à 5 écoles ou instituts de recherche) estime que « d’autres applications verront le jour avant l’apparition d’un tel calculateur universel, c’est-à-dire capable de résoudre des problèmes non accessibles à des ordinateurs classiques. Pour l’instant, l’enthousiasme actuel s’explique par les perspectives touchant au développement d’ordinateurs universels quantiques, comme la factorisation de grands nombres utilisée par les algorithmes de cryptage. »

Philippe Richard

---