{"id":22025,"date":"2024-03-08T07:55:16","date_gmt":"2024-03-08T06:55:16","guid":{"rendered":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/?p=22025"},"modified":"2024-03-08T08:42:39","modified_gmt":"2024-03-08T07:42:39","slug":"decode-quantum-avec-gregoire-ribordy-didq","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2024\/decode-quantum-avec-gregoire-ribordy-didq\/","title":{"rendered":"Decode Quantum avec Gr\u00e9goire Ribordy d&#8217;IDQ"},"content":{"rendered":"<p>Dans ce 67e \u00e9pisode des entretiens Decode Quantum, <strong>Gr\u00e9goire Ribordy<\/strong> qui dirige la soci\u00e9t\u00e9 IDQ \u00e9voque la th\u00e9matique de la cryptographie quantique. Je suis toujours avec ma comparse <strong>Fanny Bouton<\/strong> d&#8217;OVHcloud.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Gregoire-Ribordy.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-22043\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Gregoire-Ribordy.jpg\" alt=\"\" width=\"234\" height=\"432\" \/><\/a><\/p>\n<p>Gr\u00e9goire Ribordy est cofondateur et PDG d\u2019IDQ, ou ID quantique, l\u2019une des soci\u00e9t\u00e9s les plus anciennes des technologies quantiques avec D-Wave, cr\u00e9\u00e9e en 2001. Avant cette cr\u00e9ation, il \u00e9tait chercheur dans le Groupe de Physique Appliqu\u00e9e de l&#8217;Universit\u00e9 de Gen\u00e8ve entre 1997 et 2001 o\u00f9 il a d\u00e9velopp\u00e9 la technologie de cryptographie quantique (QKD) avec plusieurs brevets \u00e0 la cl\u00e9 dans le domaine. Auparavant, entre 1995 et 1996, il avait travaill\u00e9 dans la division R&amp;D de Nikon \u00e0 Tokyo. Avec lui nous allons faire un grand tour historique, technologique et mondial sur l\u2019histoire de la QRNG et de la QKD.<\/p>\n<p><iframe loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/widget.spreaker.com\/player?episode_id=58958555&amp;theme=light&amp;playlist=false&amp;cover_image_url=https%3A%2F%2Fwww.oezratty.net%2FFiles%2FPhotos%2FFannyBouton.jpg\" width=\"100%\" height=\"400px\" frameborder=\"0\"><\/iframe><\/p>\n<p><strong>Voici le synopsis et les liens utiles de cette discussion :\u00a0<\/strong><\/p>\n<p>Comment notre invit\u00e9 a d\u00e9couvert le quantique ? Cela tient du hasard en 1997 au moment du d\u00e9marrage de sa th\u00e8se avec Nicolas Gisin. Il \u00e9tait tomb\u00e9 sur son groupe de recherche par hasard. Auparavant, il avait suivi des cours de physique quantique lors de ses \u00e9tudes. Il \u00e9tait int\u00e9ress\u00e9 par la proximit\u00e9 entre la recherche fondamentale et les premi\u00e8res applications de la QKD.<\/p>\n<p>Sa rencontre avec Nicolas Gisin qui est une grande personnalit\u00e9 scientifique du domaine de la QKD et est devenu un cofondateur d\u2019IDQ. Ce grand chercheur avait (et a toujours) la capacit\u00e9 de m\u00e9langer th\u00e9orie, application et exp\u00e9rience. C&#8217;est un physicien qui avait fait de la th\u00e9orie et s\u2019int\u00e9ressait aux exp\u00e9riences et applications. Il travaillait initialement pour Swisscom sur les fibres optiques t\u00e9l\u00e9coms. La QKD lui a permis de m\u00e9langer la th\u00e9orie et la pratique.<\/p>\n<p>Sa th\u00e8se : &#8220;Experimental quantum key distribution&#8221; qui portait notamment sur les d\u00e9tecteurs de photons uniques. Il \u00e9tait le second th\u00e9sard sur le sujet dans l&#8217;\u00e9quipe de Nicolas Gisin. Elle faisait suite \u00e0 la publication de l&#8217;article <a href=\"https:\/\/www.scientificamerican.com\/article\/quantum-cryptography\/\">Quantum Cryptography<\/a> par Charles Bennet, Gilles Brassard et Artur Ekert dans Scientific American en 1992. Le comptage de photons uniques op\u00e9rait d&#8217;abord dans le visible puis a \u00e9t\u00e9 appliqu\u00e9 \u00e0 l\u2019infrarouge qui est utilis\u00e9 dans les fibres optiques des op\u00e9rateurs t\u00e9l\u00e9coms, notamment en 1550 nm, qui rempla\u00e7ait le 1310 nm qui \u00e9tait g\u00e9n\u00e9r\u00e9 par le germanium.\u00a0Il fallait simplifier le refroidissement avec un effet thermo\u00e9lectrique.\u00a0En liaison avec sa th\u00e8se, il a alors publi\u00e9\u00a0<a href=\"https:\/\/www.researchgate.net\/publication\/5579278_Performance_of_InGaAsInP_Avalanche_Photodiodes_as_Gated-Mode_Photon_Counters\/link\/0912f5134a6e291c58000000\/download?_tp=eyJjb250ZXh0Ijp7ImZpcnN0UGFnZSI6InByb2ZpbGUiLCJwYWdlIjoicHVibGljYXRpb24ifX0\">Performance of InGaAs\/InP Avalanche Photodiodes as Gated-Mode Photon Counters<\/a> par G. Ribordy, J. D. Gautier, H. Zbinden, and N. Gisin, 1998 (16 pages).<\/p>\n<p>Les principes et l\u2019histoire de la cryptographie quantique. Elle d\u00e9marre avec Bennet et Brassard avec leur protocole BB84 de 1984 dont les d\u00e9riv\u00e9s sont toujours d&#8217;actualit\u00e9 et sont au c\u0153ur de l\u2019offre d\u2019IDQ. L&#8217;id\u00e9e \u00e9tait rest\u00e9e en veille pendant pas mal de temps.<\/p>\n<p>Le protocole BB84 consiste \u00e0 pr\u00e9parer des photons dans deux bases diff\u00e9rentes, puis \u00e0 effectuer une mesure. La mesure perturbe les photons. Gr\u00e9goire utilise l&#8217;analogie de la partie de tennis. Le message est \u00e9crit sur une balle de tennis. Si quelqu\u2019un intercepte la balle de tennis et la r\u00e9-envoie, on peut r\u00e9cup\u00e9rer le message. Ici, on utilise des bulles de savon fragiles qui sont impossibles \u00e0 intercepter.<\/p>\n<p>La QKD s&#8217;appuie sur l&#8217;\u00e9mission de photons uniques. C\u2019est ce qui rend le protocole quantique, en plus de la mesure des photons dans des bases de polarisation diff\u00e9rentes \u00e0 0\u00b0 et \u00e0 45\u00b0. On peut aussi utiliser la phase des photons, qui est plus facile \u00e0 pr\u00e9server dans les fibres optiques.\u00a0Le transfert des informations sur les bases est r\u00e9alis\u00e9 de mani\u00e8re classique. Les mesures sont faites au hasard puis l&#8217;\u00e9change des bases permet de faire le tri a posteriori dans les mesures effectu\u00e9es.<\/p>\n<p>Dans le protocole d&#8217;Artur Ekert, il n&#8217;y a pas d\u2019envoi d\u2019information. La source des photons est entre Alice et Bob, avec deux r\u00e9cepteurs, un de chaque c\u00f4t\u00e9. La cl\u00e9 est g\u00e9n\u00e9r\u00e9e de mani\u00e8re totalement al\u00e9atoire gr\u00e2ce \u00e0 la mesure d&#8217;\u00e9tats intriqu\u00e9s. La source pourrait cependant \u00eatre plac\u00e9e \u00e0 c\u00f4t\u00e9 d\u2019un des r\u00e9cepteurs. L&#8217;\u00e9crasement du paquet d\u2019ondes est consid\u00e9r\u00e9 comme \u00e9tant \u00e9quivalent entre les mod\u00e8les prepare-and-measure et \u00e0 base d&#8217;intrication.<\/p>\n<p>Le choix de l&#8217;al\u00e9atoire est actif (dans BB84, avec des bases de photons d\u00e9termin\u00e9es par un g\u00e9n\u00e9rateur de nombres al\u00e9atoires qui peut \u00eatre lui-m\u00eame quantique) ou passif (Ekert, E91). On peut aussi avoir des choix passifs dans BB84. Le r\u00e9cepteur de Bob peut avoir un s\u00e9parateur de faisceaux avec deux polariseurs.<\/p>\n<p>L&#8217;histoire de la cr\u00e9ation d&#8217;IDQ. En 1998, la soci\u00e9t\u00e9 Magic Technologies \u00e9tait lanc\u00e9e par un investisseur am\u00e9ricain. Il avait engag\u00e9 des physiciens th\u00e9oriciens et envisageait de cr\u00e9er un ordinateur quantique. C&#8217;\u00e9tait un peu t\u00f4t ! Puis il est all\u00e9 voir du c\u00f4t\u00e9 de la distribution quantique de cl\u00e9s et fait le tour des laboratoires. L&#8217;investisseur a alors visit\u00e9 le groupe de recherche de Nicolas Gisin. Gr\u00e9goire a manifest\u00e9 son int\u00e9r\u00eat pour la cr\u00e9ation d\u2019une entreprise. Finalement, avec Nicolas Gisin et Hugo Zbinden, ils ont d\u00e9cid\u00e9 de cr\u00e9er l\u2019entreprise tous seuls et sans investissement ext\u00e9rieur. C&#8217;\u00e9tait une soci\u00e9t\u00e9 anonyme avec un investissement de d\u00e9part de l&#8217;\u00e9quivalent de 100K\u20ac.<\/p>\n<p>IDQ s\u2019est-elle construit et d\u00e9velopp\u00e9 avec trois gammes de produits\u00a0: g\u00e9n\u00e9rateurs de nombres al\u00e9atoires, d\u00e9tecteurs de photons et modulateurs\/d\u00e9modulateurs de QKD \u00ab\u00a0prepare and measure\u00a0\u00bb.<\/p>\n<p><strong>D\u00e9tecteurs de photons<\/strong> : c&#8217;est le premier business historique de la soci\u00e9t\u00e9. En octobre 2001, ils avaient re\u00e7u une commande de 6 d\u00e9tecteurs par l\u2019Universit\u00e9 de Boston, alors que l&#8217;entreprise n&#8217;\u00e9tait pas encore lanc\u00e9e. Ils ont accept\u00e9 la commande avant m\u00eame de cr\u00e9er la soci\u00e9t\u00e9. Il s&#8217;agit de d\u00e9tecteurs III\/V de type InGaAs. Cette activit\u00e9 existe toujours et repr\u00e9sente environ 30% du chiffre d&#8217;affaires d&#8217;IDQ. La technologie a \u00e9volu\u00e9 et utilise maintenant des nanofils supraconducteurs (SNSPD). Ils ne d\u00e9tectent pas de &#8220;dark photons&#8221; (photons thermiques parasites) et ont une tr\u00e8s bonne r\u00e9solution temporelle. Ils fonctionnent \u00e0 environ 4K. Ce produit leur permet de rester en contact de la recherche.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IDQ-SNSPD.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-22035\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IDQ-SNSPD.png\" alt=\"\" width=\"184\" height=\"317\" \/><\/a><\/p>\n<p><strong>G\u00e9n\u00e9rateurs quantiques de nombres al\u00e9atoires<\/strong> (QRNG). Le premier client int\u00e9ress\u00e9 \u00e9tait Swisscom, qui \u00e0 l\u2019\u00e9poque s&#8217;appelait Telecom PTT avant sa privatisation. La soci\u00e9t\u00e9 avait coup\u00e9 les cr\u00e9dits de recherche \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 de Gen\u00e8ve. Mais ils avaient besoin de produire des cl\u00e9s classiques. IDQ a alors lanc\u00e9 un premier produit de la taille d\u2019une brique de lait qui \u00e9tait vendu 10K\u20ac \u00e0 l\u2019\u00e9poque. Il g\u00e9n\u00e9rait de l\u2019int\u00e9r\u00eat mais il y avait un fort besoin de miniaturisation et de baisse de prix. Puis via une collaboration avec EPFL, ils lan\u00e7aient en 2004, un produit tenant dans une boite d\u2019allumettes et commercialis\u00e9 autour de 1000\u20ac. Il couvre les march\u00e9s de la s\u00e9curit\u00e9 et celui des casinos en ligne et des loteries qui se d\u00e9mat\u00e9rialisaient.\u00a0 Cela fonctionne avec l&#8217;\u00e9mission de photons qui traversent un miroir semi-r\u00e9fl\u00e9chissant et r\u00e9fl\u00e9chissent les photons de mani\u00e8re al\u00e9atoire \u00e0 50%\/50%. La source de lumi\u00e8re est un laser att\u00e9nu\u00e9 qui \u00e9met de temps en temps un photon. Les doubles photons sont automatiquement \u00e9limin\u00e9s. Ce produit a \u00e9t\u00e9 commercialis\u00e9 pendant 10 ans. L&#8217;\u00e9tape suivante en 2018 a \u00e9t\u00e9 la cr\u00e9ation d&#8217;un chip de 2,5mm de c\u00f4t\u00e9. Il est int\u00e9gr\u00e9 dans des smartphones Samsung Galaxy commercialis\u00e9s en Cor\u00e9e et avec le partenariat avec SK Telecom qui est un de leurs actionnaire. C&#8217;est utilis\u00e9 pour de la cryptographie qui a besoin de cl\u00e9s al\u00e9atoires. Le hasard li\u00e9 aux photons est meilleur que les techniques habituelles qui exploitent des param\u00e8tres syst\u00e8mes divers (thermiques, utilisation du r\u00e9seau, &#8230;). Avec la QRNG photonique, il n&#8217;y a pas de pr\u00e9chauffe n\u00e9cessaire. Leur QRNG n&#8217;est pas \u00ab device independant \u00bb qui certifie la confiance dans l&#8217;al\u00e9atoire et le non d\u00e9terminisme, qui reste peu pratique et trop cher. Cette activit\u00e9 repr\u00e9sente environ 20% du CA d\u2019IDQ.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IDQ-QRNG.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-22034\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IDQ-QRNG.png\" alt=\"\" width=\"309\" height=\"149\" srcset=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IDQ-QRNG.png 309w, https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IDQ-QRNG-300x145.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 309px) 100vw, 309px\" \/><\/a><\/p>\n<p><strong>Infrastructure de QKD<\/strong>, qui repr\u00e9sente une grosse partie de leurs revenus. Leur premier syst\u00e8me a \u00e9t\u00e9 vendu en 2004 \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 de Gen\u00e8ve, sans logiciel au d\u00e9part. Puis, ils ont d\u00e9velopp\u00e9 les logiciels traitant les r\u00e9sultats en temps r\u00e9el. L&#8217;id\u00e9e \u00e9tait de produire des cl\u00e9s secr\u00e8tes et &#8220;fraiches&#8221; \u00e0 deux endroits, et de v\u00e9rifier qu\u2019elles ne sont pas intercept\u00e9es. C&#8217;est de la cryptographie sym\u00e9trique. Elle s\u2019affranchit d\u2019hypoth\u00e8ses computationnelles sur la protection des cl\u00e9s (publiques). La s\u00e9curit\u00e9 est bas\u00e9e sur la physique. Ils en sont aujourd&#8217;hui \u00e0 leur quatri\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration de syst\u00e8mes. La premi\u00e8re application commerciale date de 2007. Elle a servi au d\u00e9pouillement d&#8217;\u00e9lections dans le Canton de Gen\u00e8ve. L&#8217;application \u00e9tait quelque peu artificielle mais permettait d&#8217;illustrer la protection de l\u2019int\u00e9grit\u00e9 des donn\u00e9es. Puis ils ont commercialis\u00e9 leur offre \u00e0 des banques et des gouvernements pour des liaisons point \u00e0 point. Cela les prot\u00e8ge contre les attaques d\u2019interception des donn\u00e9es \u00ab store now &#8211; decrypt later \u00bb (SNDL). Un gros changement est intervenu autour de 2015-2016 lorsque Google a commenc\u00e9 \u00e0 parler d\u2019ordinateurs quantiques (avec D-Wave). Puis est venu un papier de la NSA indiquant l\u2019\u00e9mergence d\u2019un risque sur la cryptographie classique \u00e0 cl\u00e9s publiques, validant le risque quantique puis la comp\u00e9tition PQC lanc\u00e9e par le NIST en 2016. En pratique, il y a une hybridation entre PQC (g\u00e9n\u00e9ration de cl\u00e9s asym\u00e9triques prot\u00e9g\u00e9es contre le cassage par ordinateurs quantiques) et QKD (cl\u00e9s sym\u00e9triques). SK Telecom associe de la QKD qui prot\u00e8ge le c\u0153ur des r\u00e9seaux et la PQC et la QRNG qui prot\u00e8ge les liaisons hertziennes (5G).<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IDQ-QKD.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-22036\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IDQ-QKD.png\" alt=\"\" width=\"309\" height=\"132\" \/><\/a><\/p>\n<p>Nous \u00e9voquons le <a href=\"https:\/\/cyber.gouv.fr\/sites\/default\/files\/document\/Quantum_Key_Distribution_Position_Paper.pdf\">r\u00e9cent rapport<\/a> de l&#8217;ANSSI et de leurs coll\u00e8ges UK\/Allemagne\/Su\u00e8de qui est clairement r\u00e9ticent \u00e0 la QKD. Le rapport est bien \u00e9crit et sans erreurs de sens, ce qui permet de discuter de mani\u00e8re objective. Il met en avant un point valide concernant la certification. Mais les choses bougent, notamment via l\u2019Asie (Chine, Japon, Singapour et en Cor\u00e9e). La Cor\u00e9e a lanc\u00e9 le premier processus de certification en avril 2023. D&#8217;autres probl\u00e8mes mentionn\u00e9s sont li\u00e9s \u00e0 une incompr\u00e9hension sur la cl\u00e9 d\u2019authentification des parties prenantes \u00e9tablie pour une premi\u00e8re session. En fait, il est facile d\u2019\u00e9tablir ce secret initial. On devrait parler de \u00ab Quantum secret expansion \u00bb.<\/p>\n<p>Nous \u00e9voquons ensuite la mani\u00e8re dont les USA et l&#8217;Europe s&#8217;int\u00e9ressent aux communications quantiques. Les USA se focalisent sur les usages futurs qui auront besoin de g\u00e9n\u00e9ration d&#8217;intrication et de r\u00e9p\u00e9teurs quantiques. L\u2019Europe doit faire attention \u00e0 ne pas se faire d\u00e9border et \u00e0 bien financer la recherche dans ces domaines.<\/p>\n<p>Puis nous passons \u00e0 la roadmap industrielle d&#8217;IDQ et ses partenariats. La soci\u00e9t\u00e9 est dans un mode &#8220;IT&#8221; avec des versions nouvelles par trimestres. Elle apporte des am\u00e9liorations graduelles \u00e0 ses syst\u00e8mes. En parall\u00e8le, elle collabore avec les fabricants d\u2019autres composants, comme les m\u00e9moires quantiques. Ils continuent de travailler avec l&#8217;Universit\u00e9 de Gen\u00e8ve. Ils ont aussi des partenariats technologiques avec des &#8220;consommateurs de cl\u00e9s&#8221; comme Nokia qui produit des \u00e9quipements de transport optique avec des interfaces entre boitiers de chiffrement et de QKD. Le tout vise en \u00e0 en baisser les barri\u00e8res d\u2019adoption.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Dans ce 67e \u00e9pisode des entretiens Decode Quantum, Gr\u00e9goire Ribordy qui dirige la soci\u00e9t\u00e9 IDQ \u00e9voque la th\u00e9matique de la cryptographie quantique. Je suis toujours avec ma comparse Fanny Bouton d&#8217;OVHcloud. 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