DOSSIER
Communications quantiques
un grand potentiel pour les technologies de communication quantique . La CV-QKD est , de plus , un bon candidat pour l ’ intégration photonique , dans la mesure où les composants nécessaires sont les mêmes que pour les communications classiques et bénéficie donc des années de recherche dans le domaine . A contrario , les systèmes DV-QKD se révèlent plus difficiles à intégrer , notamment à cause des détecteurs de photons uniques , qui doivent de surcroît être refroidis pour opérer à de bonnes efficacités à des longueurs d ’ ondes telecoms . Récemment , plusieurs démonstrations de systèmes intégrés pour la CV-QKD ont été démontrés à des distances de l ’ ordre de la dizaine à la centaine de kilomètres , principalement en utilisant des technologies compatibles avec le process CMOS ( Photonique sur Silicium ) [ 7 ], voir figure en début de l ’ article . Un défi important réside néanmoins dans l ’ intégration des sources lasers , qui ne sont pas possibles sur Silicium à des longueurs d ’ ondes telecoms et requièrent donc d ’ autres plateformes ou de l ’ hybridation .
Déploiement des systèmes compatibles avec les communications classiques : pour pouvoir être viable , les systèmes de communication quantique doivent être déployés sur des réseaux de télécommunications et l ’ opération de ces systèmes doit être démontrée en parallèle d ' infrastructures classiques . En effet le déploiement d ’ une nouvelle infrastructure parallèle spécifique pour la communication quantique ne permet pas le passage à l ' échelle et semble peu probable sur le long terme . Dans l ’ Union Européenne , cet effort prend la forme du projet EuroQCI qui a pour vocation l ’ établissement et l ’ utilisation d ’ un réseau de communication quantique européen . En France , des réseaux sont déployés en région Parisienne et dans la région Niçoise . Le réseau de la région Parisienne est composé de 8 nœuds reliés par 14 fibres dédiées aux applications quantiques ( mais issues du réseau telecom classique ). Deux systèmes CV-QKD ont été déployés sur le réseau , dont un reliant deux laboratoires académiques sur un lien de 14.64 km et avec un débit de clé secrète asymptotique de 0.85 Megabit / s . Des efforts similaires sont aussi présents dans de nombreux autres pays de l ’ Union Européenne et dans le monde .
Certification et standardisation des systèmes : la certification et la standardisation de systèmes est un effort indispensable pour une adoption en dehors du monde académique . En ce qui concerne la standardisation , plusieurs organismes de normalisation ont commencé à publier des normes , et un exemple particulier est l ’ institut européen des normes de télécommunications ( ETSI ) qui a un comité dédié à la QKD . La certification est , en Europe , adressée par un projet ambitieux , qui a pour vocation la création d ’ une autorité de certification de systèmes QKD européenne . Le défi est alors d ’ identifier les différentes attaques par canaux cachés , valider les potentielles contre-mesures et de prévoir des tests pour savoir si un système QKD est sujet à une attaque particulière .
Preuves de sécurité : pour atteindre une sécurité inconditionnelle , les systèmes de QKD doivent reposer sur des preuves robustes et correspondant aux implémentations pratiques . Ces preuves doivent aussi être valides en considérant un nombre fini d ’ états échangés et pas seulement dans la limite asymptotique ( effets de taille finie ). En ce qui
RÉFÉRENCES
[ 1 ] V . Scarani et al ., Rev . Mod . Phys . 81 , 1301 ( 2009 ). [ 2 ] E . Diamanti , A . Leverrier , Entropy 17 , 6072 ( 2015 ). [ 3 ] F . Grosshans et al ., Nature 238 , 421 ( 2003 ). [ 4 ] Y . Piétri et al ., Quantum 8 , 1575 ( 2024 ). [ 5 ] F . Roumestan et al ., Journal of Lightwave Technology 42 , 5182 ( 2024 ). [ 6 ] V . Marulanda-Acosta et al ., New J . Phys . 26 , 023039 ( 2024 ). [ 7 ] Y . Piétri et al ., Optica Quantum 2 , 428 ( 2024 ). concerne la CV-QKD , les preuves sont complètes dans le cas où la modulation est Gaussienne ( que ce soit dans le cas asymptotique ou avec effets de taille finie ). Lorsque des modulations discrètes sont utilisées , il existe une preuve générale dans le cas asymptotique , mais le cas fini est encore source de nombreuses recherches . Il faut s ’ assurer de plus que ces preuves soient composables , c ’ est dire que le protocole de QKD peut être composé avec un autre protocole sans compromettre la sécurité . Enfin , l ’ hybridation avec des protocoles de cryptographie post-quantique sera nécessaire pour l ’ intégration dans des systèmes modernes permettant une sécurité en profondeur .
CONCLUSION La cryptographie quantique , et en particulier la distribution quantique de clés , est rentrée ces dernières années dans une phase de maturation technologique qui fait avancer l ’ ingénierie des systèmes et leurs performances de façon significative , ouvrant la voie à leur utilisation pour des cas d ’ usage réels à court terme . Les protocoles à variables continues sont particulièrement bien adaptés à des réseaux métropolitains et à des configurations qui requièrent des débits élevés et des conditions d ’ utilisation contraignantes . Adresser les défis du domaine permettra l ’ adoption de cette technologie pour des communications sécurisées dans des infrastructures de grande envergure .
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