L’informatique quantique a fait l’objet de nombreuses discussions ces dernières années. Bien qu’ils n’en soient qu’à leurs débuts, les ordinateurs quantiques devraient révolutionner de nombreux domaines, y compris la cryptographie. L’impact de l’informatique quantique sur la cryptographie est important et est susceptible d’avoir de profondes implications pour la sécurité de notre infrastructure numérique.
Qu’est-ce que l’informatique quantique ?
L’informatique quantique est un domaine multidisciplinaire comprenant des aspects de l’informatique, de la physique et des mathématiques qui utilise la mécanique quantique pour résoudre des problèmes complexes plus rapidement que sur les ordinateurs classiques. Le domaine de l’informatique quantique comprend la recherche sur le matériel et le développement d’applications. Les ordinateurs quantiques sont capables de résoudre certains types de problèmes plus rapidement que les ordinateurs classiques en tirant parti des effets de la mécanique quantique, tels que la superposition et les interférences quantiques. Certaines applications où les ordinateurs quantiques peuvent fournir un tel gain de vitesse incluent l’apprentissage automatique (ML), l’optimisation et la simulation de systèmes physiques. Les cas d’utilisation éventuels pourraient être l’optimisation de portefeuille en finance ou la simulation de systèmes chimiques, résolvant des problèmes qui sont actuellement impossibles même pour les supercalculateurs les plus puissants du marché.
Implications de l’informatique quantique sur la protection des données
Il y a plusieurs raisons pour lesquelles l’informatique quantique peut avoir des implications importantes sur la sécurité et la protection des données. La capacité d’interférer avec la cryptographie est l’une des raisons. Plusieurs cryptographies conventionnelles modernes peuvent être compromises par l’informatique quantique. En conséquence, la sécurité informatique est gravement compromise. Les principaux protocoles de sécurité Internet sont en danger. La majorité des systèmes modernes qui exigent confiance, confidentialité et sécurité seront affectés.
Effet sur la cryptographie à clé publique
Le chiffrement asymétrique est un autre nom pour la cryptographie à clé publique. C’est une technique de cryptage des données à l’aide de protocoles cryptographiques basés sur des algorithmes. Les systèmes de chiffrement à clé publique seront vulnérables aux attaques d’adversaires en possession d’ordinateurs quantiques suffisamment puissants grâce à l’informatique quantique.
Contrôle de la cryptographie symétrique
Des effets néfastes similaires sur les systèmes de cryptage symétrique, tels que la Norme de cryptage avancée, pourraient résulter de l’informatique quantique (AES). Le chiffrement symétrique AES et asymétrique RSA (Rivest-Shamir-Adleman) sont fréquemment combinés, par exemple lors de l’utilisation de HTTPS. La cryptographie symétrique nécessite des méthodes pratiques pour échanger en privé des clés privées. Pour assurer la sécurité des données, l’échange privé important doit rester sécurisé.
Décryptage rétrospectif
Les vastes PC standard de cette génération constituent également un danger pour la sécurité informatique. Si les longueurs de clé utilisées à l’époque étaient suffisamment petites, le décryptage rétrospectif des données historiques devient utile. Les experts en sécurité louent fréquemment l’extension de la longueur des clés comme moyen de sécuriser les données pendant un certain temps. Les services secrets de plus ou moins de nations sont caractérisés comme recueillant fermement des données pour un décryptage rétroactif potentiel. Pourtant, les ordinateurs quantiques adhèrent à des règles distinctes. Ils rendront le décryptage rétrospectif possible dans un certain nombre de situations considérablement plus tôt.
Ordinateurs quantiques de tous les jours
Pour exécuter efficacement des algorithmes quantiques, les ordinateurs quantiques devraient contenir des centaines ou des millions de qubits avec de faibles taux d’erreur. Ceci est plus ou moins en dehors de l’expansion future prévue de la technologie.
Avec son ordinateur quantique de 54 qubits, Google a demandé à atteindre la domination quantique en 2019. Selon l’allégation, il a fallu des centaines de secondes à leur ordinateur quantique pour effectuer des calculs. Cela nécessitera un puissant supercalculateur non quantique des centaines d’années à compléter.
Avantages de la cryptographie quantique
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Le maillon fort de la chaîne de sécurité des données est la cryptographie.
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Les données peuvent potentiellement être cryptées à l’aide de la cryptographie quantique pendant de plus longues périodes.
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Les documents électroniques peuvent être préservés grâce à la distribution de clés quantiques jusqu’à 100 ans.
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Les gouvernements et les militaires peuvent bénéficier de l’utilisation de la cryptographie quantique.
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La distribution des clés quantiques peut être sécurisée et se replier sur un canal bruyant et sur une grande distance.
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D’un système quantique bruyant, il peut être réduit à une méthode typique silencieuse.
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Les répéteurs quantiques sont habiles à organiser les décisions concernant les défauts de communication quantique.
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Pour protéger la confidentialité de la communication, des répéteurs quantiques peuvent être positionnés en sections sur le canal bruité.
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Sur une longue distance, les répéteurs quantiques inférieurs peuvent fournir une sécurité efficace sur le canal bruyant.
Existence d’ordinateurs quantiques
Sur une base de masse, des ordinateurs quantiques ont été créés. Celles-ci ont effectivement été vérifiées. Ce sont des outils utilisés dans les laboratoires. Ils ont certaines compétences mais sont volumineux, coûteux et difficiles à utiliser. D’autre part, ils indiquent clairement que toutes les lois physiques fondamentales s’appliquent.
Le défi consiste à en concevoir un avec une capacité qubit suffisante pour effectuer des tâches importantes plus efficacement que les ordinateurs conventionnels.
Partout dans le monde, un grand nombre de collèges, d’entreprises et d’agences gouvernementales se disputent cela. Ils emploient une variété de méthodes expérimentales différentes. Il peut y avoir beaucoup ou moins d’approches qui s’avèrent plus pratiques que d’autres. Ils possèdent des ressources précises qui sont bénéfiques pour des types d’applications particuliers.
Disponibilité de grands ordinateurs quantiques
De grands ordinateurs quantiques sont peut-être disponibles, mais personne n’en est conscient. Elle dépend d’une variété de percées technologiques et scientifiques. Cela pourrait se produire dans les 10 à 20 années suivantes, ou non. Jusqu’à ce que ces ordinateurs soient généralement abordables en dehors des grandes entités gouvernementales, cela peut prendre encore plusieurs années. Cette incertitude est le problème fondamental auquel sont confrontés les entreprises et les gouvernements.
Espoir quantique pour l’avenir
Heureusement, de nombreux mathématiciens travaillent dans les universités et le gouvernement. Ils développent de nombreux algorithmes candidats résistants aux quantiques. L’informatique quantique ne peut pas détruire cela. Avec le temps, il est de plus en plus certain que ces algorithmes ne présentent plus de défauts. Gagner la confiance dans la sécurité de tout nouvel algorithme prend souvent plusieurs années. Des défis similaires devraient être relevés par des algorithmes résistants aux quantiques dans la présentation.
Il sera nécessaire de créer et d’appliquer de nouveaux principes. Pour utiliser les nouveaux algorithmes, un certain nombre d’utilisations doivent être modifiées. Dans d’autres secteurs, comme le secteur bancaire, cela pourrait être un problème important. Il y a une quantité importante d’infrastructures obsolètes présentes. Le cas échéant, il ne peut pas être commercialisé simplement.
