Sur quelques évolutions récentes en cryptologie post-quantique

Leconte, Marc

Fahem Benbouya, Smail Berrah, promoteur

A. Minneci

L’information quantique peut être traitée sur différents types de systèmes physiques. Elle peut également être traitée selon deux façons fondamentalement différentes, en usant soit des variables discrètes, soit des variables continues. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur l’optique quantique en variables continues et les expériences étudiées sont basées sur l’utilisation de photons. Après une introduction à quelques notions de base de la mécanique quantique, nous présentons un protocole sous-universel d’informatique quantique, appelé Boson Sampling, précédé d’une partie exposant des éléments de théorie de la complexité nécessaires pour comprendre la preuve de supériorité quantique de ce protocole. Puis, nous proposons un modèle pour décrire la création de qudits intriqués dans une expérience réalisée au sein de notre équipe. Enfin, la dernière partie de cette thèse présente une interprétation physique plus fondamentale des résultats obtenus lors d’expériences de type Hong-Ou-Mandel avec des filtres en fréquence devant les photodétecteurs, et montre qu’il s’agit d’une partie d’un état chat de Schrödinger produit par post-sélection.

Pierre-Alain Fouque, Pascal Lafourcade, Ludovic Perret

Imran Meghazi, Eric Bourreau, Florent Bruguier

Les ordinateurs quantiques sont une réalité. Les instanciations physiques des concepts imaginés il y a quelques décennies permettent d'estimer l'impact que ceux-ci auront dans notre futur. En particulier les problèmes combinatoires et les principes algorithmiques basés sur leur difficulté (cryptographie) vont-ils résister aux implémentations de Shor ou de Grover ?Nous allons nous intéresser à un problème de cryptanalyse (recherche de clé cachée par analyse des messages), en exploitant des faiblesses liées à l'implémentation physiques des algorithmes. Nous testerons la robustesse de AES en surveillant la consommation électrique des microprocesseurs dédiés au chiffrement afin d'en estimer la clé.La capacité de superposition des variables des QPU (processeurs quantiques) nous permet d'évaluer simultanément toutes les clés et de comparer la consommation théorique avec celles observées. Grâce à quelques opérateurs adaptés codés avec des portes quantiques, nous mettrons en évidence un algorithme quantique permettant de révéler la solution.Des expérimentations sur les premières machines disponibles sur le marché, nous permettent de valider le principe sur des petites tailles.

Pierre-Alain Fouque, Pascal Lafourcade, Ludovic Perret