La version originale de cette histoire apparaît dans Magazine Quanta.
Imaginons que vous souhaitiez envoyer un message privé, voter à bulletin secret ou signer un document de manière sécurisée. Si vous effectuez l’une de ces tâches sur un ordinateur, vous comptez sur le chiffrement pour protéger vos données. Ce chiffrement doit résister aux attaques des décrypteurs de codes utilisant leurs propres ordinateurs. Les méthodes de chiffrement modernes reposent donc sur des hypothèses concernant les problèmes mathématiques difficiles à résoudre pour les ordinateurs.
Mais alors que les cryptographes posaient les bases mathématiques de cette approche de la sécurité de l’information dans les années 1980, quelques chercheurs ont découvert que la dureté des calculs n’était pas le seul moyen de sauvegarder les secrets. La théorie quantique, développée à l’origine pour comprendre la physique des atomes, s’est avérée avoir des liens profonds avec l’information et la cryptographie. Les chercheurs ont trouvé des moyens de fonder la sécurité de quelques tâches cryptographiques spécifiques directement sur les lois de la physique. Mais ces tâches constituaient d’étranges valeurs aberrantes : pour toutes les autres, il ne semblait y avoir aucune alternative à l’approche informatique classique.
À la fin du millénaire, les chercheurs en cryptographie quantique pensaient que c’était la fin de l’histoire. Mais au cours des dernières années seulement, le domaine a connu un autre changement sismique.
« Il y a eu un réaménagement de ce que nous croyons être possible avec la cryptographie quantique », a déclaré Henri Yuenthéoricien de l’information quantique à l’Université de Columbia.
Dans une série d’articles récents, des chercheurs ont montré que la plupart des tâches cryptographiques pouvaient toujours être accomplies en toute sécurité, même dans des mondes hypothétiques où pratiquement tous les calculs sont faciles. Tout ce qui compte, c’est la difficulté d’un problème informatique particulier concernant la théorie quantique elle-même.
« Les hypothèses dont vous avez besoin peuvent être bien plus faibles », a déclaré Fermi Ma, cryptographe quantique au Simons Institute for the Theory of Computing à Berkeley, en Californie. « Cela nous donne de nouvelles informations sur la dureté informatique elle-même. »
Ce message s’autodétruira
L’histoire commence à la fin des années 1960, lorsqu’un étudiant diplômé en physique nommé Stephen Wiesner a commencé à réfléchir à la nature destructrice des mesures en théorie quantique. Mesurez n’importe quel système régi par les règles de la physique quantique et vous modifierez l’état quantique qui décrit mathématiquement sa configuration. Cette perturbation des mesures quantiques constituait un frein pour la plupart des physiciens. Wiesner, qui adoptait une vision peu orthodoxe de la théorie quantique, centrée sur l’information, se demandait si elle pouvait être rendue utile. Cela pourrait peut-être servir de forme de protection intégrée contre la falsification des données sensibles.
Mais les idées de Wiesner étaient trop en avance sur leur temps et il quitta le monde universitaire après ses études supérieures. Heureusement, il avait discuté de ses idées avec son ami et collègue physicien Charles Bennett, qui avait tenté en vain d’intéresser les autres au sujet pendant une décennie. Enfin, en 1979, Bennett rencontre l’informaticien Gilles Brassard alors qu’il nage au large de Porto Rico lors d’une conférence. Ensemble, ils ont écrit un article révolutionnaire décrivant une nouvelle approche d’une tâche cryptographique importante. Leur protocole était basé sur une perturbation de mesure quantique et ne nécessitait aucune hypothèse sur la difficulté des problèmes de calcul.