La Chine crée un système de communication quantique depuis l’espace, impossible à espionner

La Chine montre aujourd’hui sa puissance technologique avec une étape qui a des implications géostratégiques majeures : la pulvérisation du record de distance de communication quantique.

Une équipe de scientifiques du pays asiatique a annoncé aujourd’hui la première transmission simultanée d’un message crypté de technologie quantique qui a été envoyé d’un satellite spatial à deux télescopes terrestres séparés de 1 120 kilomètres, une distance environ dix fois plus grande que celle atteinte jusqu’à présent.

Les phénomènes quantiques ont leur origine à l’échelle microscopique mais peuvent avoir des effets importants sur le monde visible. Deux particules peuvent être entrelacées, de sorte que ce qui arrive à l’une arrive instantanément à l’autre, même si elles sont séparées par des milliards de kilomètres. Si quelqu’un essaie d’observer ces particules pendant leur transmission, leur état change et l’entrelacement est rompu. Cette propriété permet de créer un système de communication théoriquement impossible à violer ou à pirater, car la simple observation par l’espion détruit le message.

Depuis des années, la Chine, l’Europe et les États-Unis envisagent de développer des réseaux de communication quantique pour envoyer des messages officiels ou pour établir des systèmes de cybersécurité dans des installations stratégiques.

Dans une étude publiée aujourd’hui dans Nature, des scientifiques chinois détaillent la transmission d’une clé secrète écrite avec des paires de photons – des particules de lumière – entrelacées. Les photons sont émis par le satellite Micius, qui orbite à 500 kilomètres de la Terre vers deux installations terrestres spécialement construites à Delingha et Nanshan, distantes de 1 120 kilomètres. L’utilisation d’un satellite est cruciale, car la transmission de ces messages par fibre optique perd beaucoup de photons, de sorte que des répéteurs seraient nécessaires tous les 100 ou 150 kilomètres environ. Et un répéteur, avec tous ses composants mécaniques, peut être piraté.

Chaque bit d’information est encodé à l’aide de deux photons qui s’emboîtent. Cette fois, les Chinois montrent la transmission sécurisée d’une clé secrète de 372 bits. La clé peut être utilisée pour décrypter un message crypté qui aurait pu être transmis par tout autre moyen, y compris par Internet ou par téléphone.

Dans leurs travaux, les chercheurs chinois testent leur système contre différents types d’attaques et montrent qu’il est sécurisé. La vitesse et l’efficacité sont 100 milliards de fois supérieures à celles de la fibre optique terrestre. « Notre travail pose les bases d’un réseau mondial de communication quantique », affirment les responsables de l’étude.

« Personne n’a jamais réussi à faire cela à une si grande distance », souligne Juan José García-Ripoll, expert en communication quantique du Conseil national de la recherche espagnol (CSIC). « Ce n’est pas un nouveau protocole, mais ils ont réalisé quelque chose d’unique d’un point de vue technique. La Chine est à l’avant-garde dans ce domaine », souligne-t-il.

Ce pays asiatique investit depuis des années de grosses sommes d’argent dans les nouvelles technologies de communication quantique, tant dans l’espace que sur terre. Dans ce dernier, elle avait déjà réussi à relier Pékin et Shanghai à un réseau de fibres optiques pour la transmission de clés quantiques. En outre, le pays a réalisé des records en matière de communication depuis l’espace, comme la transmission en 2017 d’une clé quantique qui a permis de tenir une téléconférence inviolable entre Vienne et Pékin, à plus de 7 000 kilomètres de distance, en utilisant également le satellite Micius.

« La différence est que dans ce cas, le satellite a agi comme un coffre-fort qui contient la clé lorsqu’il se déplace du point A au point B et pendant ce temps, il est vulnérable à l’espionnage », explique Valerio Pruneri, chercheur à l’Institut des sciences photoniques de Barcelone. Pruneri est l’interlocuteur en Espagne du réseau international des pays européens qui, depuis une décennie, façonne un grand projet de l’Union européenne visant à créer un réseau de communication quantique sécurisé au niveau européen.

« C’est encore une course scientifique mais il devient de plus en plus évident que chaque continent a besoin de son propre réseau, ils ne peuvent pas dépendre des autres pour l’acquérir », souligne M. Pruneri. Le chercheur rappelle que le concept de communication quantique a été inventé en Europe et que c’est là que les premières expériences fondamentales ont été menées, mais que depuis des années, la Chine s’est fortement engagée à maîtriser cette technologie. Le responsable du système chinois de communication quantique, Jian-Wei Pan, de l’université chinoise des sciences et technologies, a été formé à l’université d’Autriche à la fin des années 1990 avant de retourner dans son pays pour commencer à développer cette technologie.

« C’est une bonne nouvelle que la Chine y soit parvenue car cela montre la faisabilité technologique », déclare M. Pruneri. « Cela devrait pousser l’Europe à développer son propre réseau avec sa propre technologie », dit-il.

La prochaine grande étape consisterait à utiliser des satellites géostationnaires, dont l’orbite à quelque 35 000 kilomètres de la Terre augmenterait la distance à laquelle les messages cryptés par la technologie quantique peuvent être envoyés, ce que l’Europe prévoit de faire dans le cadre du programme SAGA de l’Agence spatiale européenne.