L'UE soutient la communication quantique sécurisée
Publié par Redbran le 26/09/2019 à 14:00
Source: Université de Genève
Quatre organisations suisses, dont l'UNIGE, bénéficient d'un financement de l'Union européenne (UE) par le biais d'OPENQKD, une infrastructure de communication quantique sécurisée.


Puce de photonique intégrée, comme elles seront utilisées dans des systèmes de QKD. © UNIGE.

Septembre 2019 marque le lancement d'un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le cadre...) européen de trois ans, baptisé OPENQKD pour Open Quantum (En physique, un quantum (mot latin signifiant « combien » et qui s'écrit « quanta » au pluriel) représente...) Key Distribution, qui installera des infrastructures test de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter-...) quantique dans plusieurs pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas...) européens. Le but ? Renforcer drastiquement la sécurité des applications critiques dans les domaines des télécommunications (Les télécommunications sont aujourd’hui définies comme la transmission à distance d’information avec des moyens électroniques. Ce terme est plus utilisé que le terme synonyme officiel...), de la finance, des soins de santé (Les soins de santé relèvent des sciences appliquées. Ils se centrent sur la santé de l'Homme ou de l'animal. Ils impliquent non seulement la recherche,...), de l'approvisionnement en électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique qui étudie les...) et des services publics. Pour ce projet unique au monde (Le mot monde peut désigner :), devisé à 15 millions d'euros, l'Union européenne a sélectionné 38 entreprises et instituts de recherche à travers le continent (Le mot continent vient du latin continere pour « tenir ensemble », ou continens terra, les « terres continues ». Au sens propre, ce terme désigne une vaste étendue...), dont quatre en Suisse, toutes genevoises: l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment où les...) de Genève (UNIGE), les Services industriels de Genève (SIG), ID Quantique et Mt Pelerin Group.

OPENQKD vise à changer la façon dont nous voyons, comprenons et utilisons la communication quantique. Son objectif principal est de créer et de tester des infrastructures de réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets »,...) de communication avec un élément quantique intégré, connu sous le nom de Quantum Key Distribution (QKD). Les clés secrètes distribuées par QKD offrent un cryptage (En cryptographie, le chiffrement (parfois appelé à tort cryptage) est le procédé grâce auquel on peut rendre la compréhension d'un document impossible à...) ultra-sécurisé qui permet de transmettre les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) avec un très haut niveau de sécurité. Ce projet jettera les bases d'une infrastructure pan-européenne de communication quantique qui utilisera aussi bien des solutions par satellite (Satellite peut faire référence à :) que des solutions terrestres.

Construire des liens européens plus étroits

La Commission européenne a choisi de financer OPENQKD suite à un appel d'offre d'Horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou situation. Ce concept simple se décline en physique, philosophie, littérature, et bien d'autres...) 2020 en 2018. Sa mission est de développer des bancs d'essais expérimentaux basés sur la QKD et de tester l'interopérabilité (L'interopérabilité est la capacité que possède un produit ou un système dont les interfaces sont intégralement connues à fonctionner avec d'autres produits ou systèmes...) des équipements fournis par différents fabricants de systèmes quantiques, dont ID Quantique (IDQ), spin-off de l'UNIGE et leader mondial en communication quantique et détection quantique, basé en Suisse. L'UNIGE fournira également un prototype QKD de nouvelle génération, tirant parti de leurs derniers développements. Les activités d'OPENQKD se dérouleront dans toute l'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent eurasiatique, voire...) (Autriche, Espagne, Pologne, Allemagne, Pays-Bas, Suisse, France, Italie, Royaume-Uni, Grèce et République tchèque). Elles se concentreront sur plusieurs domaines d'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) clés, en particulier le secteur des télécommunications, où la sécurité des données (En sécurité des systèmes d'information, la sécurité des données est la branche qui s'intéresse principalement aux données, en...) est essentielle. D'autres applications, telles que la sécurisation de données médicales, gouvernementales ou de réseaux d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.), seront également évaluées.

Quatre cas d'utilisation à Genève

Dans le cadre d'Open QKD, l'UNIGE, ID Quantique (IDQ), fabricant de solutions de communication quantique, les Services Industriels de Genève (SIG), fournisseur genevois d'énergie, d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), de fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) optiques et de réseaux de traitement des déchets et Mt Pelerin, le leader suisse de la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) blockchain pour la banque et la finance, travaillent ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) sur quatre projets d'application qui seront réalisés à Genève.

Protéger les données à long terme

Le chiffrement (En cryptographie, le chiffrement (parfois appelé à tort cryptage) est le procédé grâce auquel on peut rendre la compréhension d'un document impossible à toute personne qui n'a pas la clé de (dé)chiffrement.) est de plus en plus nécessaire pour sécuriser les données critiques. C'est particulièrement le cas pour les données électroniques des utilisateurs, comme celles des patients hospitalisés, qui sont fréquemment cryptées. Ce stockage étant de longue durée (10 ans au moins, éventuellement pendant la durée de vie (La vie est le nom donné :) du patient), il est essentiel de s'appuyer sur les technologies les plus récentes. L'UNIGE évaluera l'utilisation de QKD pour le chiffrement fort et à long terme, en mesurant le délai (Un délai est d'après le Wiktionnaire, « un temps accordé pour faire une chose, ou à l’expiration duquel on sera tenu de faire une certaine chose.  ».) de ré-encryptage des données dû à un changement de clé ou d'algorithme.

Un coffre-fort quantique

Le coffre-fort quantique est un nouveau type de système de dépôt de biens numériques conçu par Mt Pelerin, en coopération avec ID Quantique. Cette infrastructure de conservation vise à fournir un stockage ultra-sécurisé des actifs numériques par des institutions financières telles que les dépositaires mondiaux, les bourses de cryptologie, les gestionnaires d'actifs et les banques centrales. Le coffre-fort quantique repose sur une infrastructure QKD fournie par IDQ et transportée sur le réseau SIG. En ajoutant cette couche supplémentaire de sécurité quantique à une solution de conservation de qualité bancaire, le coffre-fort quantique garantit que le stockage sécurisé des clés privées (la preuve de la propriété d'un bien numérique) est "Information-Theoretically Secure" (ITS). Selon la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une...) de l'information, un tel système ne peut être piraté par un adversaire externe, même avec une puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) de calcul illimitée.

Nouvelles technologies au banc d'essai

Au cours des sept prochaines années, les SIG créeront un réseau intelligent pour connecter leurs nombreuses centrales électriques à Genève. Pour sécuriser la transmission des données et la détection des intrusions (pirates informatiques prenant le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) du réseau de distribution (Le mot réseau (du latin retis) est apparu pour la première fois dans la langue française sous la forme "resel", au XII ème...) électrique), ils testeront la technologie quantique fournie par IDQ dans un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre...) réel de production et d'exploitation. À cette fin, les SIG raccorderont cinq centrales électriques au banc d'essai QKD et évalueront les technologies et services QKD disponibles proposés par le consortium.

Les SIG veulent aussi tester une solution de sécurité quantique entre deux centres de données principaux utilisés comme centre de données de sauvegarde (En informatique, la sauvegarde (backup en anglais) est l'opération qui consiste à dupliquer et à mettre en sécurité les données contenues dans un système informatique.). La réplication des données, le basculement (Le basculement, dans le domaine de l'astronautique, est l'inclinaison progressive d'un véhicule spatial autour d'un axe quelconque. Le basculement...) (fail over) et l'équilibrage de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice...) impliquent le transfert d'une grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) de données hautement sensibles. La communication sera sécurisée par QKD. Ce cas d'utilisation se concentrera sur la démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir de propositions initiales, ou précédemment démontrées à partir de propositions initiales, en...) de solutions de haute disponibilité (La haute disponibilité est un terme souvent utilisé en informatique, à propos d'architecture de système ou d'un service pour désigner le fait que cette...), de haute performance et de basculement.

Grâce à ce banc d'essai genevois, OPENQKD développera un écosystème d'innovation et un terrain de formation. Ce projet aidera à accroître les chaînes d'approvisionnement des technologies et des solutions de communication quantique.

Contact chercheur:
Hugo Zbinden - Professeur agrégé au Département de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...) appliquée - Faculté des sciences
Hugo.Zbinden at unige.ch
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