Les pères de la cryptographie quantique décrochent le prix Turing 2025

De la piscine au Nobel de l'informatique — L'Association for Computing Machinery (ACM) a décerné le mois dernier le prix Turing 2025, la plus haute distinction en informatique (et son million de dollars), à Charles Bennett et Gilles Brassard pour avoir posé les fondations de la cryptographie quantique.

Alice, Bob et les photons

Bennett, 82 ans, physicien chez IBM depuis plus de 50 ans, et Brassard, 70 ans, professeur à l'Université de Montréal, se sont rencontrés de la manière la plus improbable qui soit. En 1979, lors d'une conférence en informatique théorique à Porto Rico, Bennett a abordé Brassard... dans la piscine de l'hôtel, pour lui parler de billets de banque impossibles à contrefaire grâce à la physique quantique.

De cette baignade est née une collaboration de plus de 40 ans. En 1984, le duo publie le protocole BB84 (pour Bennett-Brassard 1984), une méthode de distribution de clés de chiffrement basée non pas sur la difficulté mathématique d'un calcul, mais sur les lois de la physique elle-même.

Le principe : deux personnes (les fameux Alice et Bob des manuels de crypto) échangent des photons pour établir une clé secrète.

Si quelqu'un tente d'intercepter la communication, le simple fait d'observer les photons modifie leur état quantique, ce qui trahit immédiatement la présence de l'espion.

Autrement dit, au lieu de parier que personne ne sera assez malin pour craquer votre calcul, vous pariez sur les lois de la physique — plutôt solide, comme fondation.

Cousu de fil quantique

L'idée était brillante, mais à l'époque, personne (ou presque) ne s'y intéressait. La première soumission du duo à l'ACM, l'organisation qui leur décerne aujourd'hui le prix Turing, a même été rejetée.

En 1989, Bennett et son collègue John Smolin ont bricolé le premier prototype de cryptographie quantique dans le bureau de Bennett chez IBM : des miroirs, des polariseurs, des détecteurs de photons et du velours noir acheté dans une mercerie pour bloquer la lumière parasite.

La démo fonctionnait sur 30 centimètres. Depuis, des expériences par satellite ont étendu la portée du protocole à plus de 1 000 kilomètres !

En 1993, les deux chercheurs ont également co-signé un papier fondateur sur la téléportation quantique, qui permet de transmettre l'état d'une particule à distance grâce à l'intrication quantique. On parle bien d'information, pas de matière : le téléporteur de Star Trek attendra encore un peu.

RSA en sursis

Leur travail a pris une urgence nouvelle depuis 1994, quand le mathématicien Peter Shor a démontré qu'un ordinateur quantique suffisamment puissant pourrait casser les systèmes de chiffrement classiques (type RSA) qui protègent aujourd'hui l'essentiel de nos communications.

C'est ce qu'on appelle le "Q Day", et Google estime qu'il pourrait arriver dès 2029.

Face à cette menace, la cryptographie quantique de Bennett et Brassard offre une réponse qui ne dépend d'aucune hypothèse mathématique potentiellement vulnérable.

Pour Michele Mosca, professeur à l'Institut d'informatique quantique de Waterloo, c'est précisément ce qui rend leur approche si élégante : seules les propriétés quantiques de la nature permettent de s'affranchir totalement d'une hypothèse mathématique potentiellement cassable.

Avec ce prix Turing, le premier jamais attribué à des travaux liés au quantique, l'ACM reconnaît enfin une idée que personne n'avait prise au sérieux pendant des années.