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Synchronisation par horloge distribuée de sources de paires de photons intriqués : application à la cryptographie quantique du future sur longue distance (CONNEQT)

- Porteur : D’Auria Virginia

- Collaborateurs LPMC : Alibart Olivier, Labonté Laurent, Tanzilli Sébastien

- Collaborateurs extérieurs : Daniel Olivier, FIST-SA

- Doctorants/Post-docs : Bin-Ngah Lutfi-Arif, Kaiser Florian

- Soutiens financiers : ANR Emergence (2012/2013), Région PACA "volet exploratoire", CNRS PEPS

- Description :

Dans un contexte de globalisation de l’économie, la sécurité des échanges d’information est une préoccupation majeure de notre société contemporaine, tant au niveau des particuliers que des grands groupes financiers. À l’heure actuelle, la sécurité de la cryptographie classique, basée sur la complexité des algorithmes de chiffrement, est sérieusement menacée par les ressources informatiques qui ne cessent de croître. Face à cette demande urgente, la cryptographie quantique (CQ), est en train de s’imposer comme la solution prometteuse. Cependant, le développement de la CQ compatible avec les réseaux optiques classiques déjà installés, qui serait une solution concrète à l’inflation rapide du volume de données échangées, représente à l’heure actuelle un défi. L’intégration complète d’un protocole de QC au sein d’un réseau de communication classique est, en effet, ralenti par les pertes associées aux fibres optiques standards et par les faibles performances des détecteurs, limitant la distance d’échange de l’information.

L’objectif de CONNEQT est de démontrer un schéma de synchronisation à très haute vitesse et d’une précision inégalée pour des communications sécurisées très longues distances. Ceci constitue une condition nécessaire pour réussir à mettre en œuvre un relais quantique permettant l’échange sécurisé d’informations sur des distances significatives. CONNEQT s’appuie en effet sur une configuration de type relais quantique, exploitant des sources indépendantes de paires de photons intriqués qui doivent être synchronisées. L’exigence du taux de répétition élevé exclut la possibilité d’utiliser des signaux électriques classiques. De plus, tout conversion électro-optique induirait l’apparition d’une gigue temporelle limitant la précision recherchée. Dans ce projet, nous proposons de contourner ce problème par l’utilisation d’un système de synchronisation d’horloge distribuée tout optique. L’idée principale s’appuie sur l’utilisation d’un laser telecom picoseconde cadencé à 5 GHz afin de générer l’horloge et de pouvoir la distribuer efficacement à deux sources de photons intriqués éloignées. Au-delà de la validation du concept de synchronisation indiquant une opération de relais quantique réussie sur plus de 400 km, le schéma sera appliqué pour réaliser un démonstrateur de cryptographie quantique sur une distance record. Nous avons l’objectif d’atteindre un taux d’échange de clefs secrètes de l’ordre de 1 Hz, associé à un taux d’erreur d’environ 5%.

Nous avons déjà identifié des probables partenaires industriels, qui pourraient être intéressés par le projet et plus particulièrement des contacts préliminaires ont été établis avec deux entreprise, Draka Compteq et idQuantique. Notons qu’une demande de brevet a été déposée le 30 septembre 2011 par le cabinet de brevets Osha Linag au nom du CNRS/LPMC en partenariat avec FIST-SA.

Mots-clés

MOSAIQ, QILM