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Le dispositif d’intrication quantique de Stanford nous rapproche de la cryptographie quantique – High-teK.ca

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Des chercheurs de l’Université de Stanford ont franchi une autre étape majeure vers l’utilisation de l’intrication quantique pour la communication, rationalisant le processus par lequel deux particules peuvent être forcées dans un état intriqué. Une fois intriqués, chacun devrait réagir aux changements du spin quantique de l’autre – si l’un passe du spin ascendant au spin descendant, l’autre devrait hypothétiquement faire de même, instantanément et quelle que soit la distance qui les sépare. L’étude démontre une technique dans laquelle chaque particule est amenée à émettre un photon intriqué à son parent. En canalisant ces photons le long d’un câble à fibre optique afin qu’ils entrent en collision quelque part au milieu, le système peut forcer les deux parents (toujours retenus à leurs sources respectives) à s’emmêler l’un à l’autre. Bien que le rêve chimérique d’un Internet sans latence soit suffisamment séduisant, une application beaucoup plus immédiate pourrait être la prochaine génération de cryptage des données.

En cryptographie, il existe une expérience de pensée classique : comment puis-je sécuriser un message de manière à ce que seul le destinataire prévu (vous) puisse le lire, sans jamais avoir à compromettre la sécurité en vous envoyant la clé ? La solution traditionnelle a été d’envoyer le message deux fois — je verrouille le message dans une boîte et je vous l’envoie ; vous le verrouillez à nouveau et renvoyez la boîte ; J’utilise ma clé pour retirer ma propre serrure ; et lorsque vous recevez le message la deuxième fois, vous n’avez plus que votre propre cadenas à retirer. Le problème avec cette approche est que s’il est facile de retirer les cadenas hors service, il n’y a qu’un seul moyen connu d’annuler de la même manière des opérations mathématiques complexes sans déformer les informations qu’ils protègent. En conséquence, la cryptographie électronique est restée statique pendant des années maintenant. PGP et des normes de cryptage similaires sont encore théoriquement incassables, mais, peut-être de manière compréhensible, les agences de sécurité nationales et même personnelles deviennent de plus en plus paranoïaques à l’idée qu’elles cassent d’un jour à l’autre. Ou peut-être que c’est déjà le cas.

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En conséquence, la cryptographie quantique reçoit une attention croissante dans et hors de l’univers des contrats de défense. Comme nous l’avons expliqué avantl’intrication quantique fournit un cadre hypothétique pour la transmission d’informations sans aucune possibilité d’interception.

Téléportation quantique entre La Palma et Tenerife, Îles CanariesCela signifie que nous pourrions sans crainte envoyer un message non chiffré via un communicateur quantique, mais la nature finie des particules intriquées signifie que nous devrons probablement être extrêmement prudents quant à la quantité d’informations que nous transmettons – ce qui nous ramène à notre expérience de pensée. Dans le futur quantique, je pourrais envoyer un message hautement crypté sur des canaux conventionnels, incassable à la fois par vous et par l’espion, puis vous envoyer la clé via nos faisceaux de particules mutuellement enchevêtrés. Cela minimise la quantité d’informations envoyées via l’enchevêtrement, tout en annulant complètement le problème de transmission de clé. Selon la théorie quantique, l’interception de notre clé est tout simplement impossible.

La Étude de Stanford utilisé un réseau de points quantiques; un semi-conducteur de la taille d’un tampon avec des millions d’électrons immobiles à sa surface. Cette innovation allemande fournit une source pratique de photons et est conçue pour produire précisément la bonne fréquence de photons pour la transmission le long d’un câble à fibre optique. Tout est très bien rangé, bien qu’il reste encore des années d’application pratique. Vous pouvez être sûr que les agences militaires du monde entier ont depuis longtemps remarqué cette technologie et qu’elles mènent activement des expériences similaires.

Le premier militaire à acquérir une transmission de données invulnérable, instantanée et sans avoir besoin de satellites pour faire rebondir le signal autour de la Terre, bénéficiera d’un avantage décisif dans pratiquement tous les secteurs. Les implications pour la vie civile sont beaucoup plus difficiles à prévoir.

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Document de recherche: doi:10.1038/nature11577 – « Enchevêtrement de spin-photon à points quantiques via une conversion descendante de fréquence en longueur d’onde de télécommunication »

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