La NSA vise à construire un ordinateur quantique pour `` casser la plupart des types de cryptage ''

Dans des boîtes métalliques de la taille d'une pièce sécurisées contre les fuites électromagnétiques, la National Security Agency s'emploie à construire un ordinateur capable de casser presque tous les types de cryptage utilisés pour protéger les archives bancaires, médicales, commerciales et gouvernementales du monde entier.Selon des documents fournis par l'ancien entrepreneur de la NSA Edward Snowden, l'effort pour construire «un ordinateur quantique cryptologiquement utile» - une machine exponentiellement plus rapide que les ordinateurs classiques - fait partie d'un programme de recherche de 79.7 millions de dollars intitulé «Penetrating Hard Targets». Une grande partie du travail est hébergée dans le cadre de contrats classifiés dans un laboratoire à College Park, Md.

Le développement d'un ordinateur quantique a longtemps été un objectif de la communauté scientifique, avec des implications révolutionnaires pour des domaines tels que la médecine ainsi que pour la mission de déchiffrage de code de la NSA. Avec une telle technologie, toutes les formes actuelles de cryptage à clé publique seraient brisées, y compris celles utilisées sur de nombreux sites Web sécurisés, ainsi que le type utilisé pour protéger les secrets d'État.

Physiciens et informaticiens se demandent depuis longtemps si les efforts de la NSA sont plus avancés que ceux des meilleurs laboratoires civils. Bien que l'ampleur des recherches de l'agence reste inconnue, les documents fournis par Snowden suggèrent que la NSA n'est pas plus proche du succès que d'autres dans la communauté scientifique.

«Il semble improbable que la NSA puisse être aussi loin devant le monde ouvert sans que personne ne le sache», a déclaré Scott Aaronson, professeur agrégé de génie électrique et d'informatique au Massachusetts Institute of Technology.

La NSA semble se considérer au coude à coude avec les laboratoires d’informatique quantique parrainés par l’Union européenne et le gouvernement suisse, avec des progrès constants mais peu de perspectives de percée immédiate.

«L’effort géographique a été réduit, passant d’un effort mondial à un foyer distinct sur l’Union européenne et la Suisse», indique un document de la NSA.

Seth Lloyd, professeur de génie mécanique quantique au MIT, a déclaré que l'objectif de la NSA n'est pas déplacé. «L'UE et la Suisse ont fait des progrès significatifs au cours de la dernière décennie et ont rattrapé les États-Unis dans la technologie de l'informatique quantique», a-t-il déclaré.

La NSA a refusé de commenter cet article.

Les documents indiquent toutefois que l’agence effectue certaines de ses recherches dans de grandes salles blindées, appelées cages de Faraday, conçues pour empêcher l’entrée ou la sortie d’énergie électromagnétique. Celles-ci, selon une brève description, sont nécessaires «pour continuer des expériences délicates d’informatique quantique».

[Lire un document décrivant les niveaux de classification liés aux efforts en informatique quantique]

Le principe de base de l'informatique quantique est connu sous le nom de «superposition quantique», l'idée qu'un objet existe simultanément dans tous les états. Un ordinateur classique utilise des bits binaires, qui sont soit des zéros, soit des uns. Un ordinateur quantique utilise des bits quantiques, ou qubits, qui sont simultanément zéro et un.

Cette apparente impossibilité fait partie du mystère qui est au cœur de la théorie quantique, ce que même les physiciens théoriciens disent que personne ne comprend parfaitement.

«Si vous pensez comprendre la mécanique quantique, vous ne comprenez pas la mécanique quantique», a déclaré le dernier prix Nobel Richard Feynman, qui est largement considéré comme le pionnier de l'informatique quantique.

Voici comment cela fonctionne, en théorie: alors qu’un ordinateur classique, même rapide, doit faire un calcul à la fois, un ordinateur quantique peut parfois éviter de faire des calculs inutiles à la résolution d’un problème. Cela lui permet de trouver la bonne réponse beaucoup plus rapidement et efficacement.

L'informatique quantique est difficile à atteindre en raison de la nature fragile de ces ordinateurs. En théorie, les éléments constitutifs d'un tel ordinateur pourraient inclure des atomes, des photons ou des électrons individuels. Pour maintenir la nature quantique de l'ordinateur, ces particules devraient être soigneusement isolées de leur environnement externe.

«Les ordinateurs quantiques sont extrêmement délicats. Par conséquent, si vous ne les protégez pas de leur environnement, les calculs seront inutiles», a déclaré Daniel Lidar, professeur de génie électrique et directeur du Centre pour la science et la technologie de l'information quantique à la Université de Californie du Sud.

Un ordinateur quantique en état de fonctionnement ouvrirait la porte à la destruction facile des outils de cryptage les plus puissants actuellement utilisés, y compris une norme connue sous le nom de RSA, nommée d'après les initiales de ses créateurs. RSA brouille les communications, les rendant illisibles pour quiconque sauf le destinataire prévu, sans nécessiter l'utilisation d'un mot de passe partagé. Il est couramment utilisé dans les navigateurs Web pour sécuriser les transactions financières et dans les courriers électroniques cryptés. RSA est utilisé en raison de la difficulté de factoriser le produit de deux grands nombres premiers. Casser le cryptage implique de trouver ces deux numéros. Cela ne peut pas être fait dans un délai raisonnable sur un ordinateur classique.

En 2009, les informaticiens utilisant des méthodes classiques ont pu découvrir les premiers dans un nombre de bits 768, mais il a fallu presque deux ans et des centaines d’ordinateurs pour le factoriser. Les scientifiques ont estimé qu'il faudrait plusieurs fois plus de temps 1,000 pour casser une clé de chiffrement 1,024-bit, couramment utilisée pour les transactions en ligne.

Cependant, un ordinateur quantique à grande échelle pourrait théoriquement casser un cryptage 1,024-bit beaucoup plus rapidement. Certaines grandes entreprises Internet optent pour les clés 2,048-bit, mais on pense même que celles-ci sont vulnérables au déchiffrement rapide avec un ordinateur quantique.

Les ordinateurs quantiques ont de nombreuses applications pour la communauté scientifique d'aujourd'hui, notamment la création d'une intelligence artificielle. Mais la NSA craint les conséquences pour la sécurité nationale.

"L'application des technologies quantiques aux algorithmes de chiffrement menace de nuire considérablement à la capacité du gouvernement américain à protéger ses communications et à espionner les communications de gouvernements étrangers", selon un document interne fourni par Snowden.

Les experts ne savent pas à quel moment un ordinateur quantique sera réalisable. Il y a dix ans, certains experts ont déclaré que la mise au point d'un grand ordinateur quantique allait probablement durer de X à 10 dans les années à venir. Il y a cinq ans, Lloyd a déclaré que l'objectif était dans au moins 100 d'ici.

L'année dernière, Jeff Forshaw, professeur à l'Université de Manchester, a déclaré au journal britannique Guardian: «Il est probablement trop tôt pour spéculer sur le moment de la construction du premier ordinateur quantique complet, mais des progrès récents indiquent qu'il y a tout lieu de le faire. optimiste."

"Je ne pense pas que nous aurons le type d'ordinateur quantique souhaité par la NSA d'ici au moins cinq ans. En l'absence d'une avancée significative, il faudra peut-être beaucoup plus longtemps", a déclaré Lloyd dans un entretien récent avec le Washington Post.

Certaines entreprises prétendent toutefois produire déjà de petits ordinateurs quantiques. Une entreprise canadienne, D-Wave Systems , dit-il fabrique des ordinateurs quantiques depuis 2009. Dans 2012, il a vendu une version d'un million de 10 à Google, à la NASA et à la Universities Space Research Association, selon des informations parues dans la presse.

Cet ordinateur quantique, cependant, ne serait jamais utile pour casser le cryptage à clé publique comme le RSA.

"Même si tout ce qu'ils prétendent est correct, cet ordinateur, de par sa conception, ne peut pas fonctionner l'algorithme de Shor», A déclaré Matthew Green, professeur de recherche à l’Institut de la sécurité de l’information de l’Université Johns Hopkins, évoquant l’algorithme qui pourrait être utilisé pour casser le cryptage, comme le RSA.

Les experts pensent que l'un des plus gros obstacles à la suppression du cryptage avec un ordinateur quantique est la construction d'un ordinateur avec suffisamment de qubits, ce qui est difficile étant donné l'état très fragile des ordinateurs quantiques. À la fin du mois de septembre, la NSA devrait pouvoir disposer de blocs de construction, décrits dans un document comme "découplage dynamique et contrôle quantique complet sur deux qubits de semi-conducteurs".

«C’est un grand pas en avant, mais c’est un petit pas en avant dans la construction d’un ordinateur quantique à grande échelle», a déclaré Lloyd.

Un ordinateur quantique capable de casser la cryptographie aurait besoin de centaines ou de milliers de qubits de plus que cela.

Le budget du Programme national de renseignement, généralement appelé «budget noir», détaille le projet «Penetrating Hard Cibles» et indique que cette étape «permettra une mise à l'échelle initiale vers de grands systèmes dans le cadre d'efforts connexes et de suivi».

Un autre projet, intitulé «Owning the Net», utilise la recherche quantique pour soutenir la création d’attaques quantiques sur des cryptages tels que RSA, selon les documents.

«L’ironie de l’informatique quantique est que si vous pouvez imaginer construire un ordinateur quantique capable de casser le cryptage dans quelques décennies, vous devez vous inquiéter maintenant», a déclaré Lidar.

Droits d'auteur: Washington Post

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