DOSSIER
Communications quantiques
LE QUANTIQUE AU CRIBLE DES SCIENCES HUMAINES ET SOCIALES PAR ERIC PICHOLLE
Les défis posés aux sciences humaines et sociales sont multiples , de la caractérisation d ’ un changement de paradigme au moment même où il s ’ opère aux problèmes méthodologiques inédits qu ’ il suscitera inévitablement . Une technologie qui sort de sa “ bulle ” académique se trouve rapidement confrontée à de nouvelles contraintes . Techniques , on l ’ a vu , mais aussi humaines et sociales . Économiques , bien sûr : le Plan Quantique National dit assez le sérieux des enjeux de la seconde révolution quantique . Mais aussi éducatives et didactiques ( Comment former au quantique ses futurs techniciens de terrain ? Peut-on en parler dès le lycée ? Voire le collège ?) ; juridiques ( Qui est responsable d ’ une information encore indéterminée ? Pour anticiper les risques de technologies encore largement spéculatives , comme l ' ordinateur quantique , vaut-il mieux un droit “ dur ”, des normes explicites — mais lesquelles ? —, ou un droit “ souple ”, avec des règles procédurales adaptatives à définir par les entreprises elles-mêmes ?) ; le modèle de développement de pépites quantiques à la française est-il comparable , en termes d ’ anthropologie d ’ entreprise , à celui des start-up de la Silicon Valley d ’ hier , ou même des jeunes pousses de l ’ IA ?
utilisée pour calculer le signal de rétroaction à appliquer sur un des deux interféromètres imposant par conséquent les mêmes contraintes sur le traitement des données que pour la synchronisation .
LES DÉFIS LIÉS AU POST- TRAITEMENT TEMPS RÉEL Un protocole de QKD ne se réduit pas à l ’ échange entre Alice et Bob des temps associés aux photons détectés , qui représentent déjà plusieurs centaines de Mbits par seconde . Si l ’ objectif est d ’ établir des clefs entre sites distants en temps réel , il s ’ agit de traiter simultanément la réconciliation des bases de mesures , d ’ effectuer la correction des erreurs éventuelles et enfin d ’ effectuer l ’ amplification de la sécurité ( voir article de N . Sangouard ). Du fait de ces processus itératifs , la bande passante effectivement requise est , pour ce réseau , d ’ environ 1 Gbit / s . Au moindre ralentissement , c ’ est toute la chaîne de traitement de données qui s ’ effondre et le protocole qui s ’ arrête . Il faut donc s ’ assurer d ’ une connexion optique très haut débit de bout en bout .
LA RÉSILIENCE PAR L ’ AUTOMATISATION Un des aspects novateurs de l ’ expérience azuréenne réside dans son autonomie . La liste des erreurs qui interrompent le protocole de QKD est en effet assez longue : le taux d ’ erreur ( QBER ) au-delà de 11 %, perte de la synchronisation ou de l ’ asservissement des interféromètres , arrêt momentané des détecteurs ... Un important travail de programmation sous LabVIEW a été mis en place pour assurer la détection et le diagnostic des erreurs , ainsi que le redémarrage
RÉFÉRENCES
[ 1 ] Y . Pelet , G . Sauder , M . Cohen , L . Labonté , O . Alibart , A . Martin , S . Tanzilli , Phys . Rev . Applied 20 , 044006 ( 2023 )
[ 2 ] O . Alibart , V . D ’ Auria , G . Sauder , L . Labonte , S . Tanzilli , Photoniques 91 , 38 ( 2018 )
[ 3 ] https :// first-tf . fr / [ 4 ] Liu , Li-Zheng et al , Nature Photonics 15 , 137 ( 2021 ) [ 5 ] D . Lago-Riviera et al ., Nat . Comun . 14 , 1889 ( 2023 ) [ 6 ] . G . Guccione et al ., Sci . Adv . 6 , eaba4508 ( 2020 ).
de l ’ ensemble du protocole de QKD le cas échéant . Nous avons ainsi pu maintenir un échange de clefs pendant plus de 300 h sans intervention humaine [ 1 ].
CONCLUSION Le tour de force de l ’ expérience de QKD azuréenne va bien au-delà de l ’ exploitation des idées issues de la physique quantique : c ’ est tout un ensemble de technologies habilitantes , “ classiques ” pour la plupart , qui permettent aux technologies quantiques de sortir du laboratoire . Sans les développements expérimentaux sur le partage de référence de fréquence ou de référence de temps , il eût été impossible d ’ imaginer un lien de communication quantique déployé sur quelques dizaines kilomètres . Les liaisons haut-débit au sol sont désormais largement disponibles , mais d ' importants efforts sont maintenant attendus par tous les acteurs ( académiques comme industriels ) pour partir à la conquête de l ’ espace et de ses satellites , pour lesquels toutes ces questions de synchronisation , de stabilisation et de flux de données se compliquent encore en raison de l ’ effet doppler et des corrections relativistes qui ne sont plus alors négligeables . C ’ est cette quête du dépassement qui réunit les chercheurs , les ingénieurs , les techniciens de l ’ optique , de l ’ électronique et du spatial autour des technologies quantiques .
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