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Secret et numérique : Calculateur quantique et cryptage

Rédigé par Intégrer Sciences Po le 21 octobre 2018

Une loi de Moore (popularisée ainsi mais sans réel rapport avec les observations de Moore) veut que tous les 18 mois, une rupture s'opère dans les technologies. Par exemple, qu'une caractéristique soit deux fois plus efficace, comme la puissance, la capacité, la vitesse, etc.

Et si le calculateur quantique révolutionnait ainsi les technologies ?

Cela poserait beaucoup de problèmes aux systèmes de cryptage, ou chiffrement, qui sont déjà en place, et qui protègent la confidentialité des données.

 

>> Qu'est-ce qu'un calculateur quantique ?

 

Un calculateur quantique est presque comme un ordinateur à une différence fondamentale près.

Un ordinateur pour envoyer et recevoir des informations utilise des 0 ou des 1. Ce sont des bits.

Un ordinateur quantique n'utilise plus des bits, mais son analogue les qubits.

C'est là où ça devient compliqué. Que sont les qubits ?

Les qubits utilisent les propriétés de la physique quantique, ce qui doit vaguement vous rappeler vos cours de lycée.

En physique quantique, un même état quantique peut posséder plusieurs valeurs pour une certaine quantité observable. C'est difficile à comprendre, et pour cause, nous n'y sommes pas du tout habitués dans la vie de tous les jours, cela se passe dans le monde quantique, à l'échelle atomique et subatomique.

 

>> Pourquoi cela concerne-t-il le secret ?

 

Tout réside dans le fait de pouvoir factoriser des nombres avec des nombres premiers, et des tâches mathématiques similaires.

C'est le fondement du cryptage de nos jours, asymétrique notamment.

Or seuls les calculateurs quantiques sont assez rapides et performants pour factoriser des nombres et trouver des nombres premiers.

Le cryptage est devenu extrêmement important dans nos sociétés puisqu'il protège des documents confidentiels, des secrets d'état, des secrets médicaux, des secrets bancaires, etc.

 

 

>> Le problème des calculateurs quantiques

 

Un calculateur quantique ne peut exécuter qu'une classe d'algorithme. Il ne peut pas faire toutes les tâches.

De plus, certes, si l'on assez de qubits, un calculateur quantique est beaucoup plus rapide qu'un ordinateur normal. Mais cela ne revient pas à dire que l'ordinateur quantique est toujours plus performant que l'ordinateur classique. Il se pourrait en ce sens qu'un algorithme plus efficace fasse gagner l'ordinateur classique contre le calculateur quantique.

 

 

 

>> Quand est-ce qu'un ordinateur quantique pourra briser les cryptages sur internet ?

 

Aujourd'hui, les meilleures machines quantiques peuvent manipuler plusieurs dizaines de qubits.

Selon Brian LaMacchia, qui gère la sécurité et la cryptographie à Microsoft Research, un calculateur quantique cryptographiquement intéressant devrait pouvoir gérer entre 1000 et 10000 qubits. Toujours selon lui, une machine de ce type pourrait être prête entre 2030 et 2040.

Or il est des données confidentielles qu'on ne voudrait même pas être révélées d'ici un peu plus une dizaine d'années.

 

 

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