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Cinq choses à savoir sur le satellite de communication quantique chinois

Juliette Raynal
Cinq choses à savoir sur le satellite de communication quantique chinois

© Xinhua

Mardi 16 août, la Chine a lancé dans l'espace le premier satellite de communication quantique. Quelle est la mission de ce satellite ? Comment fonctionne la communication quantique ? Pourquoi est-elle réputée si robuste ? Quels sont les prochains défis ? Quels pays participent à ce marathon technologique ? Voici en cinq points ce qu'il faut retenir de cette première mondiale. 

Lorsqu’on parle informatique quantique, beaucoup pensent tout de suite à l’ordinateur quantique universel entièrement programmable. Mais de nombreuses années de recherche seront sans doute encore nécessaires pour atteindre ce graal. En attendant, l’informatique quantique a déjà des applications concrètes. C’est le cas de la cryptographie quantique qui permet de sécuriser les communications. Et ce domaine vient de connaître un tournant majeur. Mardi 16 août, la Chine a propulsé depuis le désert de Gobi le premier satellite de communication quantique. Son nom officiel ? Qess pour Quantum Experiments at Space Scale. Son surnom ? Micius, en référence au nom latinisé d’un philosophe et scientifique chinois du 5e siècle avant JC. Voici ce qu’il faut retenir de cette première mondiale.

A quoi va servir le satellite ?

Une fois que le satellite, qui pèse environ 590 kg, sera entré en orbite à une altitude de 310 miles (environ 500 km), il fera le tour de la Terre toutes les 90 minutes. Les chercheurs chinois espèrent l’utiliser pour tester sur une période de deux ans, l’envoi de clés de chiffrement hypersécurisées de Pékin (Chine) à Vienne (Autriche).

Comment ces clés de chiffrement vont être envoyées ?

Alors que les satellites de communication traditionnels utilisent les ondes radio pour envoyer des informations, Micius va s’appuyer sur l’informatique quantique. Les clés de chiffrement, nécessaires au décodage d’une information confidentielle, seront alors transportées par des bits quantiques, des qubits. Ces qubits sont des objets physiques. Dans ce cas, il s’agit de photons, des grains de lumière. Les photons ont un comportement quantique, c’est-à-dire qu’ils peuvent être dans ce que l'on appelle une superposition de l’état 0 et de l’état 1. Ils se distinguent donc des bits de l’informatique traditionnelle, dont la valeur logique est 1 ou 0.

Pourquoi la communication quantique est-elle particulièrement robuste ?

La cryptographie quantique apparaît comme un système de sécurité particulièrement robuste car il n’est pas possible de mesurer un système quantique sans le perturber. Ainsi, toute information acquise par l'espion perturbe la ligne, ce qui permet aux protagonistes de mesurer le taux d'erreur et d'en déduire quelle quantité d'information a été récoltée par l'espion. Ensuite, grâce à un algorithme ad-hoc d'amplification de confidentialité, on peut se débarrasser des bits susceptibles d'être espionnés. Dans une interview accordée au Wall Street Journal, Gregoir Ribordy, spécialiste en informatique quantique, résume le concept de chiffrement quantique avec l’image d’une bulle de savon : « Si quelqu'un essaie de l'intercepter quand elle est envoyée, en la touchant, il la fait exploser ».

Quel est le défi majeur de cette mission ?

Jusqu’à présent la communication quantique ne s’est révélée efficace que sur de courtes distances, une centaine de kilomètres tout au plus. Les chercheurs se heurtent au phénomène de  décohérence. En effet, la richesse de l’informatique quantique c’est la superposition des états, mais ce sont des états très fragiles. A cause de l’interaction du système avec son environnement, cette superposition est détruite rapidement, donnant lieu à un état classique 0 ou 1. C’est ce qu’on appelle la décohérence « Pour pouvoir communiquer sur une distance plus longue, il faut mettre N + énergie. Certains cherchent des méthodes pour prolonger ces distances de communication, avec des répéteurs quantiques par exemple » nous expliquait Mazyar Mirrahimi, chercheur à l’Inria et responsable de l’équipe Quantic, lors d’une précédente interview.

La Chine est-elle seule dans ce marathon technologique ?

Ce projet s’inscrit dans le cadre d’un plan de recherche ambitieux mené sur cinq ans et financé par le gouvernement chinois. Pékin n’a pas dévoilé quel montant avait été alloué aux recherches en informatique quantique, ni combien la construction du satellite Micius avait coûté. Toutefois, le Wall Street Journal précise qu’en 2015, 101 milliards de dollars avaient été injectés dans la recherche fondamentale (dont la physique quantique), contre 1,9 milliard de dollars en 2005. Des investissements colossaux qui montrent à quel point la Chine entend abandonner son statut de suiveur pour devenir un leader dans les technologies de l’information. Toutefois, la Chine n’est pas le seul pays à s’être lancé dans une telle initiative. Le Canada, le Japon ou encore l’Italie et Singapour plancheraient sur des programmes similaires. Reste à savoir qui remportera ce marathon technologique.

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