Technologies quantiques : la prochaine frontière des communications
Imaginez un monde où la modélisation de molécules complexes accélère la découverte de nouveaux médicaments. Imaginez un monde où l’analyse de vastes données climatiques améliore la précision des prévisions et l’anticipation des événements extrêmes. Imaginez que votre opérateur puisse garantir une cybersécurité inviolable. Ce monde, les technologies quantiques promettent de le rendre possible.
Aujourd’hui, les ordinateurs « classiques » utilisent des bits pour stocker et coder l’information. Les bits sont binaires : ils valent soit 0, soit 1 ; un chiffre exclut l’autre. Les ordinateurs quantiques, eux, ont pour unité des qubits. Ces qubits peuvent prendre les valeurs 0 et 1 (et toutes les valeurs intermédiaires) en même temps. C’est ce qu’on appelle la propriété de superposition quantique. À cette superposition s’ajoute l’intrication quantique : les qubits peuvent également se lier entre eux et être interdépendants.
Concrètement, cela signifie que là où un ordinateur classique calcule un élément après l’autre, un ordinateur quantique peut de son côté effectuer des calculs simultanément. Le traitement de l’information devient ultra rapide et les modalités de communications évolueront également grâce au principe d'intrication quantique. En exploitant les lois de la physique quantique, les technologies quantiques, en complément de l'informatique traditionnelle, pourraient transformer la manière dont nous communiquons et traitons l’information.
Bruno Zerbib, Aliette Mousnier-Lompré et Hugues Foulon partage leur vision sur les technologies quantiques
Comment sécuriser les communications de demain ?
Les promesses du domaine quantique sont séduisantes. Pour autant, la puissance inédite de cette technologie et ses conséquences, notamment en termes de cybersécurité, doivent être anticipées. Nos échanges sont protégés par des méthodes de cryptographie qui chiffrent nos messages pour qu’ils restent confidentiels. Ces méthodes reposent sur des calculs mathématiques complexes, considérés comme quasi inviolables par les ordinateurs classiques. Or, la performance des ordinateurs quantiques pourrait rendre obsolète d’ici 2030-2035 la plupart des mécanismes de cryptographie utilisés aujourd’hui.
Cette échéance, souvent appelée "Y2Q" (Years to Quantum), est le point de référence qui guide les stratégies d'adaptation des entreprises et des gouvernements face à la menace quantique.
Les attaquants l’ont bien compris. En volant des données sensibles chiffrées et illisibles aujourd'hui, ils misent sur l'arrivée prochaine des ordinateurs quantiques pour les déchiffrer. Cette méthode s'appelle "Store now, decrypt later" ou "Harvest now, decrypt later". Nos conversations privées, transactions bancaires sécurisées et données sensibles deviendraient alors accessibles. Cette menace impose de prévoir maintenant la sécurisation des réseaux et des données contre les attaques des futurs ordinateurs quantiques.
Des solutions sont en développement pour contrer ce type d’attaque et rendre les échanges inviolables. Parmi elles, la cryptographie post-quantique (PQC Post-Quantum Cryptography) et l’usage de clés générées par la distribution quantique de clés (QKD Quantum Key Distribution). Bien que la QKD ait été conçue indépendamment de la menace quantique, face aux risques émergents, les organisations doivent dès aujourd'hui envisager la migration de leurs infrastructures pour renforcer leur résilience.
Comment Orange relève le défi des technologies quantiques ?
Conscients des enjeux majeurs qu’elle représente, nos chercheurs ont très tôt pris la mesure de cette puissante technologie. Nos travaux sur les technologies quantiques, QKD puis PQC ont débuté dès 2017. En collaborant en recherche aux côtés des meilleurs experts, dont un Prix Nobel de Physique, nous avons ainsi été le premier opérateur en France à tester des systèmes de distribution de clés quantiques sur un réseau de fibres optiques déjà déployées en région parisienne.
Nous avons coopéré par ailleurs à des projets européens et nationaux ambitieux tels qu’EuroQCI, FranceQCI et Prometheus. Ces initiatives nous ont permis de tester ces technologies au plus proche du terrain, d’apprendre, et surtout de préparer leur intégration dans nos réseaux.
La suite ?
Notre ambition est de développer des solutions pour exploiter les cas d’usage spécifiques des réseaux de communication quantique et de préparer nos clients à cette nouvelle ère technologique.
Cela implique d’adapter progressivement nos solutions, notamment de cybersécurité et d’accompagner nos clients. Dans le même temps, nous poursuivons et intensifions nos efforts de recherche, car le quantique est loin d’avoir livré tous ses calculs.
L’essentiel à retenir
