The arrival of quantum computers: how can we protect our data?

Au Forum économique mondial de Davos, la directrice générale d’IBM pour l’Europe, le Moyen-Orient et l’Afrique, Ana Paula Assis, a alerté sur l’impréparation des gouvernements et des entreprises à l’arrivée des ordinateurs quantiques, notamment dans le domaine de la cybersécurité d’ici la fin de la décennie : « La quantique va-t-elle vraiment créer un Armageddon de la cybersécurité ? Oui, c’est ce qui va se passer. » Mais alors comment commencer à protéger ses données dès maintenant, que l’on soit un particulier ou une entreprise ? Mohammed Boumediane, spécialiste en cybersécurité, se penche sur la question, et apporte son expertise.

Un monde nouveau, celui de la physique quantique, est en pleine émancipation. Il commence à dévoiler ses propriétés et ouvre la voie à de nouvelles technologies. Le quantique a en effet profondément bouleversé le XXe siècle, avec des avancées telles que le transistor, le laser, la diode, les horloges atomiques ou encore le GPS. Au XXIe siècle, ces technologies se concentrent beaucoup autour de l’informatique quantique.
Les ordinateurs quantiques émergent de plus en plus et leur rapidité phénoménale d’exécution commence déjà à faire ses preuves, pour réaliser des calculs complexes, dans des domaines tels que la finance et l’industrie. Leur puissance de calcul leur permet effectivement de déchiffrer toutes les données interceptées. Cependant, en matière de sécurité informatique, cela signifie que les protections traditionnelles deviennent donc insuffisantes et obsolètes.
Les algorithmes en développement et les attaques quantiques menacent la sécurité de la cryptographie classique. Étant donné que la sécurité des systèmes cryptographiques actuels tend à reposer sur des problèmes mathématiques difficiles à résoudre, la sécurité de la théorie de l’information face à une puissance de calcul illimitée est un sujet d’actualité. La loi de la mécanique quantique est l’une des approches prometteuses.

Interview de Mohammed Boumediane, spécialiste en cybersécurité, fondateur de Ziwit.

UP’ Magazine : Que faut-il comprendre et qu’est-ce qui distingue un ordinateur quantique d’un ordinateur classique ?

Mohammed Boumediane : Là où un ordinateur classique utilisera le langage binaire, à savoir des bits d’une valeur de 0 ou 1, un ordinateur quantique va quant à lui encoder l’information en qubits ou « bits quantiques ». La valeur de ces qubits pourra alors être de 0, de 1 ou simultanément les deux, grâce au phénomène de superposition autorisé par les lois de la physique quantique. En raison de la superposition, les ordinateurs quantiques suivent le principe d’incertitude de Heisenberg, ce qui signifie que certaines propriétés ne peuvent pas être connues avec précision en même temps. Ainsi, contrairement aux bits classiques, les qubits peuvent exister dans plusieurs états à la fois, ce qui offre une capacité de traitement parallèle massive. Cette caractéristique unique des ordinateurs quantiques ouvre la voie à des calculs extrêmement puissants, permettant de résoudre des problèmes complexes de manière beaucoup plus efficace que les ordinateurs classiques.

UP’ : Quels avantages majeurs les ordinateurs quantiques pourraient-ils offrir dans notre quotidien et dans le domaine de la technologie ?

MB : Les ordinateurs quantiques représentent une percée technologique majeure avec des implications significatives dans notre quotidien. Leur capacité à résoudre des problèmes de manière exponentiellement plus rapide ouvre des perspectives révolutionnaires. Particulièrement efficaces dans la simulation du comportement de molécules complexes, ces machines pourraient transformer les domaines de la découverte de médicaments et de la conception de matériaux.
En matière de sécurité, l’introduction de la cryptographie quantique par ces systèmes promet de révolutionner les communications, en les rendant pratiquement inviolables.
Dans le domaine de l’intelligence artificielle, les ordinateurs quantiques offrent des perspectives passionnantes, améliorant la résolution de problèmes complexes et la simulation de réseaux neuronaux quantiques. De plus, la capacité de ces dispositifs à accélérer la découverte de nouveaux matériaux pourrait avoir un impact majeur, notamment dans le domaine de l’électronique. En somme, les ordinateurs quantiques représentent une avancée technologique aux implications profondes.

UP’ : Quelles sont ses limites aujourd’hui ?

MB : Actuellement, les ordinateurs quantiques font face à plusieurs défis. Tout d’abord, le nombre de qubits est relativement limité. Pour résoudre des problèmes complexes, il faudrait des systèmes quantiques avec un grand nombre de qubits interconnectés, mais cette réalisation reste technologiquement difficile à atteindre dans l’immédiat.
Un autre défi réside dans le coût de construction et d’entretien des ordinateurs quantiques. Les investissements substantiels nécessaires pour développer ces technologies peuvent constituer un obstacle à leur adoption à grande échelle. Par ailleurs, les méthodes actuelles de fabrication des qubits peuvent être complexes et exigent des conditions de fonctionnement extrêmement froides. Les chercheurs travaillent activement sur le développement de qubits plus stables et plus faciles à produire, visant ainsi à simplifier le processus de fabrication.

Enfin, les qubits peuvent être sensibles à la décohérence, une perte de cohérence quantique due aux interactions avec l’environnement. Cette sensibilité peut entraîner des erreurs dans les calculs quantiques et limiter la durée pendant laquelle l’information peut être stockée de manière fiable. Ces défis, bien que présents, font l’objet d’efforts de recherche soutenus pour surmonter ces limites et amener les ordinateurs quantiques vers une utilisation plus répandue.

UP’ : Quels défis spécifiques la cybersécurité doit-elle relever avec l’émergence des ordinateurs quantiques ?

MB : La cybersécurité doit faire face à des défis majeurs avec l’émergence des ordinateurs quantiques. Tout d’abord, les données cryptées actuellement pourraient devenir vulnérables aux attaques de déchiffrement rapide une fois que des ordinateurs quantiques puissants seront disponibles, soulevant des inquiétudes sérieuses sur la confidentialité des données stockées. Chez ZIWIT, nous accompagnons les entreprises qui souhaitent s’armer contre l’espionnage industriel et la divulgation de leur informations hautement confidentielle.
De plus, les systèmes quantiques actuels sont sujets aux erreurs, que les attaquants pourraient exploiter pour perturber les calculs ou compromettre la sécurité. Avec la menace posée par les ordinateurs quantiques sur les algorithmes de chiffrement actuels, il devient crucial de développer des méthodes de cryptographie post-quantique, résistantes aux attaques de ces machines puissantes.

Enfin, les signatures numériques basées sur les algorithmes actuels pourraient être compromises par des ordinateurs quantiques, posant une problématique majeure à la validation de l’authenticité des données et des transactions numériques. En résumé, la cybersécurité doit évoluer rapidement pour rester en phase avec cette nouvelle ère technologique.

UP’ : Qui est concerné par l’anticipation de 1ère quantique ?

MB : L’anticipation de la première informatique mobilise une multitude d’acteurs. Tout d’abord, les entreprises investissant dans la recherche et le développement de l’informatique quantique, ainsi que celles utilisant des technologies informatiques avancées, sont directement impactées. Elles doivent être prêtes à anticiper les changements qui découleront de l’adoption de cette technologie révolutionnaire.
Les entreprises en cybersécurité jouent également un rôle crucial. Elles doivent anticiper les nouvelles menaces et vulnérabilités qui pourraient surgir avec l’essor des ordinateurs quantiques. Leur responsabilité est de développer des solutions de sécurité robustes et de faire la transition vers des protocoles de chiffrement post-quantiques.
Du côté des utilisateurs finaux, qu’il s’agisse de particuliers ou d’entreprises, l’anticipation des changements dans la technologie de l’information est essentielle. Ils doivent comprendre comment cela pourrait influencer leur utilisation quotidienne des technologies numériques.
Enfin, les secteurs de la finance et de l’assurance sont directement touchés par les implications de la cryptographie quantique sur la sécurité des transactions financières. Ils doivent être proactifs dans l’anticipation et la préparation aux changements qui résulteront de l’adoption de l’informatique quantique. En résumé, l’anticipation de cette révolution concerne un large éventail d’acteurs, de la recherche et développement aux secteurs financiers, en passant par la cybersécurité et les utilisateurs finaux.

UP’ : Comment les utilisateurs ordinaires peuvent-ils protéger leurs données face aux ordinateurs quantiques ?

MB : Protéger vos données face aux ordinateurs quantiques peut sembler complexe, mais il y a des étapes simples que tout utilisateur peut suivre. D’abord, assurez-vous de faire des mises à jour régulières. Ces mises à jour incluent souvent des correctifs de sécurité essentiels qui peuvent prévenir les vulnérabilités.
Restez informé sur les dernières avancées en matière de cybersécurité. Comprenez comment les nouvelles technologies, y compris les ordinateurs quantiques, pourraient affecter la sécurité de vos données.
Enfin, utilisez des gestionnaires de mots de passe. Créez et stockez des mots de passe forts et uniques pour chaque compte. Cela rend plus difficile pour les pirates d’accéder à plusieurs comptes en utilisant les mêmes informations d’identification. Pour résumer, en restant à jour, en utilisant des outils de sécurité comme ceux développés par ZIWIT, vous pouvez renforcer la protection de vos données face à l’émergence des ordinateurs quantiques.

UP’ : En quoi la compréhension de l’informatique quantique peut-elle bénéficier au grand public, même à ceux non directement impliqués au quotidien ? Qui en seront les principaux utilisateurs ? Le grand public ?

MB : La compréhension de l’informatique quantique peut apporter des avantages significatifs même à ceux qui ne sont pas directement impliqués au quotidien. L’informatique quantique ouvre la porte à la résolution de problèmes complexes, autrefois difficiles ou impossibles à traiter avec des ordinateurs classiques. Cette avancée pourrait avoir des implications positives dans des domaines tels que la recherche scientifique, enrichissant ainsi les connaissances disponibles à tous.
Par ailleurs, les progrès en cryptographie quantique pourraient renforcer la sécurité des communications et des transactions en ligne. Cette évolution profiterait au grand public en protégeant les données personnelles et financières, offrant ainsi une tranquillité d’esprit accrue lors des interactions numériques.
En outre, l’informatique quantique pourrait être utilisée pour optimiser des processus complexes, améliorant ainsi l’efficacité des industries. Cette optimisation pourrait réduire les coûts de production, éventuellement conduire à des produits et services plus abordables pour les consommateurs.

En somme, la compréhension de l’informatique quantique ouvre des perspectives positives pour le grand public, en contribuant à la recherche, en renforçant la sécurité en ligne, et en favorisant l’efficacité économique au bénéfice des consommateurs.

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Un cap important vient d’être franchi dans le domaine du quantique, où des chercheurs de deux universités chinoises sont parvenus à simuler une transaction marchande encadrée par un protocole quantique, créant ainsi une première mondiale.
Comme l’explique l’article paru dans Sciences Advance, ce 12 janvier 2024, les systèmes actuels de commerce électronique sont vulnérables aux attaques informatiques, aussi la cryptographie quantique, qui garantit la sécurité de la théorie de l’information contre la répudiation et la falsification par l’adversaire, apporte une solution à ce problème. Le système proposé constituera-t-il une solution prometteuse pour assurer la sécurité du commerce électronique ?
Cette simulation, à ce stade, reste pour l’instant du domaine du concept. Une forme de test qui permet d’évaluer la performance du système et sa fiabilité dans un environnement contrôlé. Son potentiel reste toutefois indéniable. Le développement des technologies quantiques, et en particulier celles liées à l’informatique, s’est accompagné de promesses d’un véritable bond scientifique et sociétal. Il n’est cependant pas toujours facile de s’y retrouver, tant les annonces s’enchaînent dans ce domaine si pointu. Le CNRS et l’Association nationale de la recherche et de la technologie (ANRT) ont coorganisé, fin 2023, un cocktail Innovation offrant un état des lieux sur le thème « Révolution quantique – Horizons et réalités derrière le buzz ». « La communauté scientifique n’est pas unanime sur le degré de maturité de l’informatique quantique et autres technologies associées ' John Hultquist, director of intelligence analysis for the cybersecurity company FireEye, affirme Clarisse Angelier, déléguée générale de l’ANRT. L’avantage quantique, c’est-à-dire le moment où les ordinateurs quantiques résoudront en quelques fractions de seconde des problèmes réclamant des centaines d’années, voire bien davantage, à des machines classiques, sera sans doute atteint un jour. Il reste cependant difficile d’estimer quand cela arrivera.

Interview by Fabienne Marion