Informatique quantique : l’héritage d’Alan Turing

Le contexte de conflit armé est souvent propice aux innovations scientifiques et technologiques. Ainsi, durant la Seconde Guerre mondiale, de nombreuses avancées ont eu lieu en matière de communication et d’électronique. Appliquées à des usages civils, elles ont été le point de départ de l’informatique et des techniques de « cryptage » que nous connaissons. Aujourd’hui, à l’ère d’Internet et alors que la circulation des données n’a jamais été aussi rapide, les enjeux de protection et de lutte contre le piratage donnent un nouvel élan à cette course au chiffrement.

 

Enigma – la machine utilisée par les nazis pour transmettre des messages codés pendant la Deuxième Guerre mondiale – était un monstre de technologie pour son époque.

Chaque jour, un nouveau chiffrement incroyablement complexe était décidé par le commandement allemand et utilisé pour envoyer des messages qui ne pouvaient être chiffrés et déchiffrés qu’en utilisant une machine appropriée – appelée à juste titre « Enigma » – munie de rotors et de circuits électriques.

En utilisant 3 rotors sur les 5 existants, chacun comptant 26 crans représentant chaque lettre de l’alphabet, plus de 100 000 milliards de combinaisons étaient possibles. Avec les méthodes de décryptage traditionnelles il aurait fallu des décennies, si ce n’est des siècles, pour déchiffrer ce code qui changeait chaque jour.

Ce code indéchiffrable des nazis leur a permis de mener rapidement, et dans le secret le plus total, des attaques terrestres et sous-marines. Les méthodes traditionnelles semblaient quasiment inutiles face à la technologie avancée d’Enigma.

La seule solution pour les Alliés était de développer une technologie encore plus avancée. Et vite.

Comme vous le savez peut-être déjà, c’est ainsi qu’a débuté l’informatique moderne. Alan Turing – avec les autres mathématiciens et déchiffreurs de code de Bletchley Park – a créé un appareil électromécanique appelé la Bombe, capable de simuler 36 machines Enigma en même temps. Là où un déchiffreur humain ne pouvait tester que 100 possibilités de chiffrement par jour, une Bombe pouvait en tester des milliers par minute.

 

« La Bombe » utilisée par les déchiffreurs de code durant la Seconde Guerre mondiale, Bletchley Park, Royaume-Uni

 

Vous vous demandez peut-être combien de temps il faudrait pour tester 100 000 milliards de combinaisons possibles à ce rythme ? Trop longtemps. Bien trop longtemps.

Mais grâce à ces nouveaux avantages technologiques et à cette ingéniosité humaine, les déchiffreurs ont réussi à « casser » chaque jour les codes de cette machine allemande, en recherchant des mots et des phrases ayant une chance d’être présents dans chaque message.

Grâce à cette suprématie technologique, les messages codés allemands étaient désormais totalement transparents. Et la situation s’est inversée, réduisant la guerre de quatre ans environ selon les estimations.

 

Informatique quantique : quand l’histoire se répète

L’informatique a bien évolué depuis que les déchiffreurs de code de Bletchley Park ont eu raison de celui d’Enigma. Enormément évolué.

On rappelle souvent que l’ordinateur utilisé par Apollo 11 pour atterrir sur la Lune était à peu près aussi puissant qu’une calculette graphique Texas Instrument 83.

Le téléphone portable que vous transportez dans votre poche est encore plus puissant, des dizaines de milliers de fois plus puissant. Mais il est toujours binaire. Depuis 1939, l’informatique, ce n’est rien d’autre que des 0 et des 1.

C’est incroyable, tout ce que l’on a pu accomplir à l’aide de ce code binaire (les « bit »), mais nous sommes sur le point de franchir l’étape suivante.

Et cette étape sera de nouveau motivée par le déchiffrement.

L’informatique quantique, qui remplace le bit par le qubit multi-états, se développe rapidement. L’an dernier, la société IBM a lancé Osprey, son ordinateur quantique de 433 qubits, et elle a l’intention de lancer Condor, qui affichera 1 121 qubits, dans le courant de l’année.

La portée de ces machines est difficile, voire impossible à imaginer.

« Quantique » est un terme que l’on entend souvent dans le domaine de la science-fiction, alors il est normal que l’on ait du mal à imaginer l’effet qu’aura cette technologie sur notre vie.

Attention, vous n’aurez pas votre propre PC quantique de sitôt. Mais l’informatique quantique changera votre vie, ainsi que celle de tous ceux que vous connaissez. Et de tout le monde sur Terre.

Car un ordinateur quantique fiable, c’est l’équivalent de la nouvelle Bombe.

Sauf qu’il sera encore plus fort car il n’aura pas besoin d’un « bulletin quotidien » pour fonctionner correctement.

Les types de cryptographie les plus utilisés, le RSA et l’ECC (cryptographie sur les courbes elliptiques), génèrent de grands nombres premiers difficiles à calculer à l’aide d’ordinateurs binaires classiques. En fait, un ordinateur traditionnel ne pourrait les décrypter qu’en testant une possibilité après l’autre, ce qui pourrait prendre des années.

Mais un ordinateur quantique pourrait bien ne faire qu’une bouchée des méthodes de chiffrement les plus avancées qui existent.

Celui qui aura le dessus dans le domaine de l’informatique quantique disposera non seulement de l’équivalent moderne de la Bombe, mais pourra également lire toutes les informations auparavant sécurisées, et possèdera sa propre machine Enigma du XXIe siècle.

… Et il enfermera tous ses secrets derrière un rempart impénétrable.

 

Qu’en pensez-vous ? Avez-vous hâte que l’informatique quantique se développe ? Quels en seraient les usages prioritaires selon vous ? N’hésitez pas à donner votre opinion dans les commentaires !