La course à la création d'un internet quantique

L'Europe s'efforce de créer une nouvelle infrastructure réseau plus sécurisée, basée sur la physique quantique, qui contribuerait à empêcher les pirates informatiques de voler des informations.

L'Europe, la Chine et les États-Unis investissent dans le développement des ordinateurs quantiques et d'Internet. Photo : metamorworks — L'Europe, la Chine et les États-Unis investissent dans le développement des ordinateurs quantiques et d'Internet. Photo : *metamorworks*

En mai 2023, le Dr Benjamin Lanyon, de l'Université d'Innsbruck en Autriche, a franchi une étape majeure vers la création d'un nouvel internet. Il a transmis des informations sur une distance de 50 kilomètres grâce à un câble à fibre optique, en utilisant les principes de la physique quantique. L'information en physique quantique diffère des données binaires stockées et traitées par les ordinateurs, qui constituent le cœur du Web actuel. Le monde de la physique quantique s'intéresse aux propriétés et aux interactions des molécules, des atomes et même des particules plus petites comme les électrons et les photons. Les bits quantiques, ou qubits, offrent la possibilité d'une transmission d'informations plus précise, contribuant ainsi à prévenir le cybervol.

Lanyon affirme que ses recherches permettront de déployer un internet quantique au sein des villes, puis à terme entre elles. Cette avancée majeure s'inscrit dans le cadre d'un projet de recherche de l'Union européenne (UE) visant à progresser vers un internet quantique. Baptisé Quantum Internet Alliance (QIA), ce projet rassemble des instituts de recherche et des entreprises de toute l'Europe. Selon Phys.org , la QIA a reçu un financement de 25,5 millions de dollars de l'UE sur une période de trois ans et demi, jusqu'à fin mars 2026.

« L’internet quantique ne remplacera pas l’internet conventionnel, mais le complétera », a déclaré Stephanie Wehner, professeure d’information quantique à l’université de technologie de Delft aux Pays-Bas et coordinatrice du QIA.

Un concept fondamental de la physique quantique est l'intrication quantique. Si deux particules sont intriquées, quelle que soit la distance qui les sépare, elles conservent des propriétés similaires. Par exemple, elles possèdent toutes deux le même « spin », qui représente la direction du moment angulaire intrinsèque d'une particule élémentaire. L'état de spin d'une particule n'est pas clair tant qu'elle n'est pas observée. Avant cela, les particules se trouvent dans différents états appelés superpositions. Mais une fois observées, les états des deux particules sont clairement définis.

Ceci est utile pour sécuriser les communications. Quiconque intercepte des transmissions quantiques laisserait une trace indélébile en modifiant l'état de la particule observée. « Nous pouvons exploiter les propriétés de l'intrication quantique pour garantir une communication sécurisée, même si l'attaquant possède un ordinateur quantique », explique Wehner.

Les capacités de communication sécurisées d'un internet quantique pourraient ouvrir la voie à un éventail d'applications bien plus large que celui de l'internet traditionnel. En médecine, par exemple, l'intrication quantique pourrait permettre la synchronisation des horloges, améliorant ainsi la chirurgie à distance. En astronomie, les télescopes effectuant des observations à longue distance pourraient « utiliser l'internet quantique pour créer une intrication entre les capteurs, fournissant ainsi des images du ciel de bien meilleure qualité », a déclaré Wehner.

Le défi actuel consiste à étendre l'internet quantique pour utiliser un grand nombre de particules sur de longues distances. Lanyon et ses collègues ont également démontré la communication non seulement entre particules individuelles, mais aussi entre faisceaux de particules (ici, des photons), ce qui accroît le taux d'intrication entre les nœuds quantiques. L'objectif ultime est d'étendre ces nœuds quantiques à des distances encore plus grandes, peut-être 500 kilomètres, afin de créer un internet quantique capable de connecter des villes éloignées, à l'instar de l'internet traditionnel.

En dehors de l'Europe, la Chine et les États-Unis ont également réalisé des progrès considérables dans le domaine de l'informatique quantique et d'Internet ces dernières années. L'Europe est plus avancée dans le développement d'infrastructures spatiales et terrestres intégrées pour des communications sécurisées, un élément essentiel de l'Internet quantique.

An Khang (selon Phys.org )

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