image: Professor Ebrahim Karimi, a member of uOttawa's Department of Physics and holder of the Canada Research Chair in Structured Light, and doctoral student Frédéric Bouchard observe the setup they used to clone the photons that transmit information, called qudits. view more
Credit: University of Ottawa
Comme nous l'avons vu lors des élections présidentielles de 2016, protéger les systèmes informatiques classiques contre le piratage ne constitue pas une science exacte. Cette menace est encore plus difficile à enrayer dans l'univers complexe de l'informatique quantique, où les bits quantiques, ou qubits, peuvent se trouver dans des états superposés et non plus dans les états binaires des 1 et des 0 propres à l'informatique classique. N'empêche : une équipe de chercheurs de l'Université d'Ottawa s'emploient à accumuler des indices qui pourraient aider les administrateurs à protéger les systèmes informatiques quantiques des attaques de l'extérieur.
« Notre équipe a mis au point la première machine à clonage quantique à haute définition produisant une forme de piratage capable d'intercepter des messages quantiques sécurisés, explique Ebrahim Karimi, professeur au Département de physique de l'Université d'Ottawa et titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur la lumière structurée. Notre analyse des résultats a révélé des indices importants qui pourraient contribuer à protéger les réseaux d'ordinateurs quantiques contre le piratage. »
Les systèmes quantiques sont réputés pour leur capacité à transmettre des données de façon parfaitement sécuritaire. Jusqu'à aujourd'hui, toutes les tentatives de reproduction d'informations transmises par ces systèmes se sont soldées par des versions altérées, aux antipodes des objectifs de la tentative de piratage. En informatique classique, les pirates peuvent reproduire l'information en faisant un simple « copier-coller ». Mais l'informatique quantique vient changer la donne. En effet, les tentatives de reproduction de qubits ne donnent, aux dires du professeur Kamiri, que de piètres résultats. Pour l'instant.
Les chercheurs de l'équipe du professeur Karimi sont les premiers à réussir le clonage de photons, ces porteurs de lumière transmetteurs de qubits, selon les paramètres de la théorie quantique, et à en faire des répliques presque parfaites. Leurs expériences, certes, remettent en question une méthode de transmission des données que l'on croyait parfaitement sécuritaire, mais elles mettent également au jour des indices prometteurs pour renforcer la protection contre le piratage.
« Nous avons découvert que le fait de mettre une quantité accrue d'informations quantiques encodées dans un seul photon altérait encore plus les reproductions et rendait le piratage encore plus facile à détecter, souligne Frédéric Bouchard, doctorant à l'Université d'Ottawa et auteur principal de l'étude publiée en libre accès ce mois-ci dans la prestigieuse revue Science Advances. Nous sommes également en mesure de démontrer que les tentatives de clonage produisent des anomalies précises, qui sont détectables dans les canaux quantiques sécurisés. En mettant la plus grande quantité possible d'informations dans un photon et en surveillant la présence d'anomalies dans les canaux quantiques, nous devrions donc être en mesure de protéger les réseaux d'ordinateurs quantiques contre les cybermenaces. »
Le professeur Ebrahim Karim et son équipe espèrent que leurs travaux en piratage quantique pourraient servir à l'étude des systèmes de communications quantiques et de la circulation d'informations quantiques dans les réseaux informatiques. Pour leur article, visitez le site Web de la revue Science Advances.
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Journal
Science Advances