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Applications de la mécanique quantique : La Cryptographie Quantique

Applications de la mécanique quantique : La Cryptographie Quantique. Hugo Zbinden Université de Genève. La mécanique quantique nous dit:. On ne peut mesurer un état quantique (une particule) sans la perturber On ne peut pas cloner un état quantique.

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Applications de la mécanique quantique : La Cryptographie Quantique

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Presentation Transcript

  1. Applications de la mécaniquequantique:La CryptographieQuantique Hugo Zbinden Université de Genève

  2. La mécanique quantique nous dit: • On ne peut mesurer un état quantique (une particule) sans la perturber • On ne peut pas cloner un état quantique Est-cequel’onpeut exploiter ceslimites pour des applications?

  3. Texte en clair Texte en clair “Alice  Bob” “Alice  Bob” Cipher Text algorithme asuektüds&l Clé Clé Qu’est-cequec’est la Cryptographie? Pour une communication sécurisée (et authentiquée) il faut: - une clé secrète - un algorithme de cryptage (public) algorithme Bob Alice Eve

  4. Cryptographie classique • Sécurité basée sur la complexitéAES advancedencryption system clés secrètes RSA Rivest Shamir Adlemanclés publique/ privée • Sécurité basée sur la théorie de l’information (Shannon)one time pad (Vernam)texteclair: 001010010010011101010001101001clé: +101011011011001010100111010101textechiffré: 100001001001010111110110111100Sécuritéprouvée Sécurité pas prouvée!! Problème: la distribution des clés

  5. La distribution de clé quantique! • Envoyer la clé avec des états quantiques (photons uniques) • L’espion ne peut les mesurer sans les perturber (principe d’Heisenberg) • L’action d’Eve peut être détectée par Alice et Bob

  6. Principe: Photons polarisés 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0

  7. Une deuxième base nécessaire… 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0

  8. Deux bases aléatoires 0 0 1 1 1  1 0  0 1  1 0  0 0  0 0  0 

  9. Qu’est-cequ’il se passesi un espionveutécouter? Attaquemesurer et renvoyer Alice Eve Bob Cette attaque génère une erreur avec 25% de probabilité Après l’échange de photons: • Eliminer les détections non-conclusives • Déterminer le taux d’erreur pour détecter la présence d’Eve(authentifier la communication) • Correction des erreurs et amplification de la confidentialité

  10. Première expérience de Smolin and Bennett IBM 1989 Appareil commercial d’ id Quantique 2006 Distance max  100km

  11. Un radiomètrebasésur le clonagequantique. Une photo copieuse classique fait des copies parfaites:

  12. Un radiomètrebasésur le clonagequantique. Le résultat d’une photo copieuse quantique dépend de l’entrée: Ψ Ψ Q Ψ Ψ Ψ Ψ

  13. Un radiomètrebasésur le clonagequantique. Q

  14. Présentations téléchargeables sur : nccr-qp-epfl.ch La crypto quantique au FIFA World-Cup 2010

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