Des scientifiques ont identifié une méthode pour créer plusieurs copies d'informations quantiques en les chiffrant avec une clé de déchiffrement à usage unique, contournant le théorème de non-clonage. Cette approche, développée par Achim Kempf et ses collègues de l'Université de Waterloo, a été testée sur un processeur quantique IBM. La technique pourrait améliorer la redondance dans les systèmes de calcul et de stockage quantiques.
Le théorème de non-clonage, établi dans les années 1980, stipule que les états quantiques ne peuvent pas être dupliqués sans détruire leurs propriétés, un principe fondamental des protocoles de chiffrement et de sécurité quantiques. nnAchim Kempf, de l'Université de Waterloo au Canada, avec son équipe, a démontré une solution de contournement : cloner des systèmes quantiques en chiffrant l'information et en l'associant à une clé de déchiffrement à usage unique. «Vous pouvez faire beaucoup de copies et générer de la redondance de cette façon, mais vous devez chiffrer les copies, et la clé de déchiffrement ne peut être utilisée qu'une seule fois », a expliqué Kempf. Cela assure la compatibilité avec le théorème, car une seule copie déchiffrée et lisible existe à la fois. nnL'idée est née de recherches sur les systèmes Wi-Fi ou radio quantiques, où plusieurs récepteurs violeraient autrement le théorème en recevant des données quantiques identiques. L'équipe a découvert que le bruit quantique chiffre efficacement l'information, qui peut être exploitée intentionnellement et inversée. Après une preuve théorique, ils ont implémenté le protocole sur un processeur quantique IBM Heron à 156 qubits, produisant des centaines de clones de qubits chiffrés. «En fait, nous avons épuisé l'espace sur le processeur IBM. Il n'en contient que 156, mais nous avons estimé que nous pouvions faire plus de 1000 clones chiffrés avant que les [erreurs] ne nous arrêtent », a noté Kempf. La méthode montre une résilience au bruit et aux erreurs courants dans le matériel quantique actuel. nnLes applications potentielles incluent le stockage quantique cloud, similaire aux systèmes classiques comme Dropbox, qui répliquent les données sur plusieurs sites pour la fiabilité. «Si vous envoyez un fichier à Dropbox, il sauvegardera vos données au moins trois fois sur trois ordinateurs différents et géographiquement séparés, afin que si l'un est touché par un incendie, un autre par une inondation, il y a de bonnes chances que le troisième survive », a dit Kempf. «On pensait auparavant qu'on ne pouvait pas faire cela avec des informations quantiques, parce qu'on ne peut pas les cloner. Mais nous avons montré que c'est possible. » nnAleks Kissinger, de l'Université d'Oxford, l'a qualifié de « protocole cryptographique quantique intéressant » utile pour la redondance dans la communication quantique. Il a clarifié : «Ce n'est pas tant du clonage que une sorte de propagation de l'état [quantique] à beaucoup d'autres parties, de telle sorte que l'une d'elles puisse le récupérer plus tard. » Kempf a acquiescé : «Ce n'est pas du clonage. C'est du clonage chiffré. C'est juste un raffinement du théorème de non-clonage. » nnLes résultats paraissent dans Physical Review Letters (DOI: 10.1103/y4y1-1ll6) et arXiv (arXiv:2602.10695).