Les ordinateurs quantiques sont de puissantes machines capables de résoudre des équations complexes beaucoup plus rapidement que les ordinateurs ordinaires. Certains experts estiment qu’ils pourraient craquer en quelques minutes le chiffrement qui prendrait des milliers d’années aux ordinateurs les plus rapides d’aujourd’hui. Quels impacts sur le système financier ? Quid de l’énergie et des systèmes nucléaires ?
Les superordinateurs les plus puissants de la planète mettraient des milliers d’années pour résoudre mathématiquement les algorithmes de chiffrement modernes Advanced Encryption Standard (AES) ou RSA.
Ordinateurs quantiques : comment ça marche ?
Un ordinateur quantique n’est pas vraiment un « ordinateur » en tant que tel, mais plutôt un supercalculateur, capable d’exécuter certains algorithmes puissants beaucoup plus rapidement qu’un processeur ordinaire. Et ce en utilisant les principes de la mécanique quantique. De tels systèmes permettent d’implémenter des bits quantiques (« qubits »), des systèmes quantiques à deux états.
Contrairement aux ordinateurs classiques, qui codent les informations de façon binaire, les qubits ne sont pas limités à « 0 » et « 1 » mais peuvent être dans n’importe quelle combinaison (ou « superposition ») des deux. Cette démultiplication, associée au fait que N qubits peuvent également être combinés ou ‘intriqués’ pour représenter des états simultanément, permet ainsi de réaliser des calculs en parallèle, ainsi ouvrant un immense champ de possibilités.
Les ordinateurs quantiques ne ressemblent pas non plus à leurs homologues classiques. Les modèles actuels ressemblent plutôt à de grosses boîtes de conserve suspendues au plafond, refroidies proche du zéro absolu (-273.14 °C), auxquelles pendent des centaines de câbles.
Quiconque souhaitant construire un ordinateur quantique aujourd’hui doit d’abord surmonter un gros problème : le fait que les qubits sont extrêmement fragiles et difficiles à stabiliser.
En novembre 2002, IBM a dévoilé le plus grand ordinateur quantique du monde, avec 433 qubits. Avec des ordinateurs quantiques de 1000 qubits, appelés ordinateurs quantiques intermédiaires bruyants (NISQ), nous pouvons déjà voir des applications pratiques précieuses dans la conception de matériaux, la découverte de médicaments ou la logistique. Google a son propre plan pour construire un ordinateur quantique d’un million de qubits d’ici 2029.
Gérer la menace de la cybersécurité quantique
La “menace quantique” posée par l’informatique quantique. Comme mentionné dans la section précédente, la factorisation des nombres entiers est un type de problème que les ordinateurs quantiques peuvent résoudre de manière particulièrement efficace. La majeure partie de notre infrastructure numérique et, fondamentalement, tout ce que nous faisons en ligne – qu’il s’agisse de vidéoconférences, d’envoi de courriers électroniques ou d’accès à notre compte bancaire en ligne – est cryptée au moyen de protocoles cryptographiques basés sur la difficulté de résoudre ce type de problèmes de factorisation de nombres entiers.
La cryptographie actuelle repose sur des problèmes mathématiques difficiles, tels que la factorisation des nombres entiers et les logarithmes discrets, que nos ordinateurs actuels mettraient beaucoup de temps à résoudre. Cependant, un ordinateur quantique de taille suffisante peut accélérer la résolution de ces problèmes de manière si significative qu’il brisera effectivement les algorithmes cryptographiques actuellement utilisés.
Ces progrès en matière de capacité de calcul menaceront les algorithmes cryptographiques dont la sécurité repose sur la complexité mathématique. Cela signifie que certaines formes de cryptographie, comme la cryptographie à clé publique, seront probablement déchiffrées par des ordinateurs quantiques. Cela signifie que les organisations doivent repenser la manière dont elles utilisent la cryptographie afin que les transactions en ligne, la messagerie sécurisée et les signatures numériques restent sûres à l’avenir.
Selon un article paru dans Nature, une équipe de chercheurs chinois a dévoilé une technique qui, en théorie, pourrait casser les méthodes les plus courantes utilisées pour garantir la confidentialité numérique, en utilisant un ordinateur quantique rudimentaire.
Quantum cryptography
Although still in its infancy, quantum encryption has the potential to become a far more secure mechanism than other types of cryptographic algorithm that have gone before it. And in theory, it’s even impossible to hack. Unlike traditional cryptography, which is based on mathematics, quantum cryptography is based on the laws of physics.
Selon le National Institute of Standards and Technology (NIST), la cryptographie post-quantique (PQC) vise à « développer des systèmes cryptographiques sécurisés à la fois contre les ordinateurs quantiques et classiques, et pouvant interagir avec les protocoles et réseaux de communication existants ».
À ne pas confondre avec la cryptographie quantique, qui s’appuie sur les lois naturelles de la physique pour produire des cryptosystèmes sécurisés, les algorithmes cryptographiques post-quantiques utilisent différents types de cryptographie pour créer une sécurité à l’épreuve des mécanismes quantiques
Bien que cette question puisse sembler relativement simple, ce n’est pas le cas. Non seulement la transition vers une cryptographie à sécurité quantique (également appelée cryptographie post-quantique, PQC Post-Quantum Cryptography) prend des années, mais les scientifiques ne savent pas exactement quand les ordinateurs quantiques seront suffisamment puissants et stables pour décrypter la cryptographie à clé publique. Les dirigeants responsables de la cybersécurité sont donc confrontés à un dilemme : dois-je investir maintenant dans une menace qui ne s’est pas encore concrétisée ?
Cette ambiguïté sur le calendrier est exacerbée par le fait que les attaquants récoltent déjà aujourd’hui des données en vue de les décrypter ultérieurement, lorsque les ordinateurs quantiques seront suffisamment matures, dans le cadre d’attaques dites “Harvest-now, Decrypt-later” (récolter aujourd’hui, décrypter plus tard).
