Les lois de la physique quantique semblent incompatibles avec le principe de localité, selon lequel deux objets distants ne peuvent pas s’influencer instantanément. Assez bien comprise pour des photons émis par une source unique, cette non-localité reste à cerner dans le cas d’un internet quantique, réseau où de nombreuses sources indépendantes de photons seront à l’œuvre.

Aujourd’hui, une partie sensible de nos vies circule sur internet : nos données bancaires ou médicales, nos courriers électroniques, nos messages sur les réseaux sociaux, nos photos, etc. Pour garantir une transmission sécurisée de ces informations sans qu’elles soient volées, lues ou altérées, des techniques de chiffrement ont été développées. Elles s’appuient sur des problèmes mathématiques qui, sans la clé de déchiffrement, ne sont pas résolus en un temps raisonnable par des ordinateurs classiques. Par exemple, certains algorithmes reposent sur le fait que la décomposition en facteurs premiers de très grands nombres entiers est un tel problème.

Cependant, le développement d’ordinateurs quantiques à l’horizon de quelques années pourrait rendre obsolètes ces techniques de chiffrement. Des algorithmes, qualifiés de quantiques, exploiteraient toute la puissance de la physique quantique afin de résoudre rapidement des problèmes inaccessibles à leurs concurrents classiques. C’est le cas de l’algorithme proposé en 1994 par le mathématicien américain Peter Shor, qui est en théorie capable de factoriser très vite de très grands nombres entiers. Ainsi, quand les ordinateurs quantiques auront été mis au point, les transmissions de coordonnées bancaires lors d’achats en ligne ne seront plus à l’abri d’une attaque. Quelles seront alors les solutions ? Les phénomènes quantiques, à l’origine des capacités de déchiffrement de cette future génération d’ordinateurs, pourraient aussi être la clé pour construire un « internet quantique » hautement sécurisé.

Le concept d’internet quantique recouvre de nombreux dispositifs et idées, dont le développement est un défi à la fois technologique et théorique. En particulier, la propriété importante qui nous intéresse ici et qui se manifeste dans les systèmes quantiques, des plus simples manipulant juste des paires de photons (les particules élémentaires de lumière) aux plus complexes tels que l’internet quantique, est celle de la non-localité. Et si la physique quantique a la réputation d’être contre-intuitive, c’est surtout en raison de son caractère non local.

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