Du défi scientifique à la solution technologique

Dans un monde où les cyberattaques se multiplient et où la protection des données est cruciale, la cybersécurité repose sur un élément fondamental : des clés de chiffrement impossibles à deviner. Or, la plupart des générateurs classiques produisent des nombres presque aléatoires, basés sur des algorithmes, et donc potentiellement vulnérables. La solution? Exploiter la physique quantique pour créer un hasard absolu.

Bertrand Reulet est professeur au Département de physique et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en rayonnement micro-ondes quantique. Ses travaux portent principalement sur le bruit électronique quantique, en particulier dans les systèmes mésoscopiques soit des structures situées entre l’échelle microscopique et macroscopique.

Pourquoi le bruit quantique?

En mécanique quantique, la notion de « bruit » traduit directement les principes fondamentaux de cette discipline. Contrairement à la physique classique, où le comportement des particules est prévisible, les systèmes quantiques présentent des fluctuations imprévisibles, parfois totalement aléatoires.

Dans le groupe du professeur Reulet, ces fluctuations ne sont pas considérées comme une nuisance, mais comme une source d’information sur le comportement des électrons. Les interactions entre électrons modifient le bruit, ce qui permet de mieux comprendre la dynamique des systèmes quantiques.

De la recherche fondamentale à l’application

En étudiant ce phénomène dans des circuits à très basse température, Pr Bertrand Reulet a conçu un dispositif permettant de se servir de l’effet tunnel pour générer un hasard pur, impossible à prédire. Cet effet tunnel, bien connu en physique, désigne le phénomène par lequel des électrons peuvent traverser des barrières énergétiques qui, selon la physique classique, devraient leur être infranchissables.

Le fait que les électrons doivent franchir une barrière tunnel provoque des fluctuations imprévisibles dans le courant électrique. Ces variations sont mesurées par des circuits spécialisés, puis converties en données numériques. Comme en informatique classique, on applique des seuils pour transformer ces fluctuations en bits (0 ou 1). Ce processus permet de générer une séquence de bits véritablement aléatoires, qui sert à créer des clés cryptographiques pratiquement indéchiffrables.

Les défis

Pour générer une grande quantité de nombres aléatoires il faut détecter des fluctuations du courant électrique à la fois infimes et ultra-rapides. C’est en combinant le savoir-faire unique en nanofabrication et en électronique micro-onde bas bruit de son groupe de recherche que le professeur Reulet a pu relever ce défi.

C’est en discutant avec des spécialistes en cryptographie lors d’une rencontre de l’INTRIQ, le regroupement stratégique du Québec sur l’information quantique, que j’ai réalisé l’importance de l’aléatoire pour la cybersécurité, et que les expériences que je développais dans un but de recherche fondamentale, trouvaient là une application pratique pertinente pour la société.

Professeur Bertrand Reulet

Une innovation au service de la cybersécurité

En transformant ce qui semblait être une contrainte en une véritable ressource, le Pr Reulet a conçu une technologie capable de générer des nombres parfaitement aléatoires. Ces nombres constituent la base de clés de chiffrement indéchiffrables, essentielles pour sécuriser les communications, protéger les données et alimenter des applications allant de la cryptographie à l’intelligence artificielle. Dans un monde numérique où la sécurité est vitale, disposer d’un hasard inviolable représente une avancée majeure.

De la recherche à l’entreprise

Cette innovation a donné naissance à Quantum eMotion, une entreprise issue des travaux de Bertrand Reulet. Cette entreprise en plein essor commercialise des générateurs de nombres aléatoires quantiques (QRNG) pour renforcer la cybersécurité. Ces dispositifs, basés sur la physique fondamentale, offrent une protection inégalée contre les attaques informatiques, garantissant des clés de chiffrement impossibles à prédire.

Une technologie née d’un défi scientifique, devenue une solution indispensable pour l’ère numérique.