Je travaille dans la protection des secrets
et cela inclut vos secrets aussi.
Le chiffrement est la première ligne de défense
dans une guerre qui fait rage depuis des siècles :
celle entre les développeurs
et les hackers.
C'est une guerre de l'information.
Le champ de bataille de l'information est numérique.
On parle de vos téléphones,
de vos ordinateurs
et de l'Internet.
Mon travail consiste à créer des systèmes
qui brouillent vos courriels, vos numéros de cartes de crédit,
vos appels téléphoniques et vos textos -
y compris vos selfies provocants -
(Rires)
afin que cette information ne puisse être déchiffrée
que par le destinataire auquel elle est destinée.
Jusqu'il y a peu,
nous pensions avoir gagné cette guerre une fois pour toutes.
Actuellement, vos smartphones utilisent un chiffrement
que nous pensions inviolable - et nous pensions que ça allait rester ainsi.
Nous nous trompions
car l'avènement des ordinateurs quantiques
va changer entièrement la donne.
Depuis leurs débuts, chiffrement et décryptage
se sont apparentés au jeu du chat et de la souris.
Au 16e siècle,
Marie Stuart pensait envoyer des lettres chiffrées
que seuls ses soldats pouvaient déchiffrer.
Mais la reine Elizabeth d'Angleterre
avait des équipes qui s'efforçaient de les décrypter.
Ils ont décrypté les lettres de Marie Stuart
et lu qu'elle complotait l'assassinat d'Elisabeth,
ce qui mena à sa décapitation.
Quelques siècles plus tard, la Deuxième Guerre mondiale.
Les nazis communiquaient en utilisant le code Enigma,
un chiffrement bien plus complexe que les Nazis croyaient inviolable.
Mais ce bon vieil Alan Turing,
le même type qui a inventé ce qui est devenu l'ordinateur moderne,
construisit une machine pour décrypter Enigma.
Il décrypta les messages allemands
et contribua à mettre fin au Troisième Reich et à Hitler.
C'est la même histoire à travers les siècles.
Les cryptographes améliorent le chiffrement.
Les hackers s'acharnent à trouver un moyen de décrypter.
Et la bataille se poursuit, c'est vraiment du coude à coude.
Jusqu'aux années 70,
quand des cryptographes ont fait une découverte importante,
un moyen extrêmement puissant de chiffrer appelé :
chiffrement à clef publique.
Contrairement aux méthodes précédentes, cette méthode ne requiert pas
que les deux parties qui s'échangent des informations confidentielles
aient échangé la clé secrète au préalable.
La magie du chiffrement à clef publique est
qu'il nous permet de communiquer en sécurité avec n'importe qui dans le monde,
qu'on ait déjà communiqué auparavant ou pas,
et de manière si rapide que personne ne réalise que ce chiffrement a lieu.
Qu'il s'agisse d'un SMS à un ami pour aller boire un coup
ou d'un transfert bancaire de milliards de dollars vers une autre banque,
le chiffrement moderne garantit la confidentialité des données
en quelques micro-secondes.
L'idée géniale qui fait marcher la magie
est fondée sur son usage de problèmes mathématiques complexes.
Les cryptographes s'intéressent à ce que les calculateurs ne savent pas faire.
Par exemple, la multiplication de deux chiffres,
quelle que soit leur grandeur.
En prenant le problème à l'envers,
on prend le produit et on se demande :
« Quels sont les deux facteurs qui donnent ce produit ? »
C'est un problème qui devient très compliqué.
Si je vous demande quels nombres à deux chiffres multiplier pour obtenir 851,
même avec une calculatrice,
vous éprouveriez des difficultés pour trouver la réponse
avant la fin de mon intervention.
Si le produit est plus grand encore,
aucune calculatrice sur Terre ne peut résoudre le problème.
Les super-ordinateurs les plus rapides au monde
auraient besoin de davantage de temps que l'âge de l'univers
pour trouver les deux nombres à multiples pour trouver celui-ci.
Ce problème, appelé factorisation entière en nombres premiers,
est précisément ce que vos smartphones et ordinateurs utilisent aujourd'hui
pour garantir la confidentialité.
C'est la base du chiffrement moderne.
Du fait que toute la puissance de calcul combinée sur Terre ne peut résoudre ça,
les cryptographes ont pensé avoir trouvé un moyen
de rester en avance sur les hackers une fois pour toutes.
Ça nous a rendus trop arrogants
car nous avions pensé avoir gagné.
Mais une poignée de physiciens du 20e siècle ont débarqué
et ont dévoilé que les lois de l’univers,
celles-là même qui gouvernent le chiffrement moderne,
ne sont pas exactement ce que nous pensions.
Nous pensions qu’un objet ne pouvait pas être à deux endroits en même temps.
Ce n’est pas le cas.
Nous pensions que rien ne pouvait tourner simultanément
dans le sens des aiguilles d’une montre et dans le sens inverse.
Mais c’est erroné.
Nous pensions aussi que deux objets à des endroits opposés de l’univers,
à des années-lumière l’un de l’autre,
ne pourraient pas s’influencer instantanément.
À nouveau, nous nous trompions.
N’est-ce pas une belle illustration de la vie ?
On croit que tout est en ordre, que toutes les pièces s’emboîtent,
des physiciens arrivent
et démontrent que les lois fondamentales de l’univers sont différentes
de ce que nous pensions.
(Rires)
Et tout part en eau de boudin.
Dans le monde infiniment petit subatomique,
au niveau des électrons et des protons,
les lois classiques de la physique,
celles que nous affectionnons tous,
ne sont plus valables.
C’est là que les lois de la mécanique quantique entrent en jeu.
En mécanique quantique,
un électron peut tourner dans un sens et dans le sens inverse en même temps,
et un proton peut être à deux endroits en même temps.
On dirait de la science-fiction,
mais c’est dû au fait que la nature quantique bizarre de notre univers
se cache à nos yeux.
Elle est nous restée secrète jusqu’au 20e siècle.
Maintenant que nous l’avons découverte, le monde est dans une course effrénée
pour construire un ordinateur quantique,
une machine qui catalyse le pouvoir de ces comportements quantiques déjantés.
Ces machines sont si révolutionnaires
et si puissantes
qu’elles vont ridiculiser les super-ordinateurs d’aujourd’hui.
Pour certains problèmes contemporains très intéressants,
les superordinateurs s’apparentent plus à un boulier
qu’à l’ordinateur quantique.
Vous avez bien entendu, cet instrument avec des petites billes en bois.
Les ordinateurs quantiques peuvent faire des simulations
de processus chimiques et biologiques
impossibles avec nos ordinateurs classiques.
Ils offrent la promesse de nous aider à résoudre
les problèmes les plus épineux de notre planète :
combattre la faim dans le monde,
lutter contre le changement climatique,
guérir des maladies et des pandémies jusqu’à présent invaincues,
créer une intelligence artificielle surhumaine,
et sans doute le plus important,
ils nous aideront à comprendre la véritable nature de l’univers.
Mais ce potentiel incroyable
est accompagné d'un risque incroyable.
Souvenez-vous de ces grands nombres que j’ai évoqués.
Je ne parle pas de 851.
D’ailleurs, si vous avez été distrait
en essayant de trouver les facteurs,
je vais vous sortir de cette ornière, c’est 23 fois 37.
(Rires)
Je parle du nombre bien plus grand qui le suit.
Alors que les super-ordinateurs ne pourront pas trouver les facteurs
endéans la durée de vie de l’univers,
les ordinateurs quantiques pourront factoriser des nombres encore plus grands.
Ils décrypteront le chiffrement actuel qui nous protège des hackers.
Ce sera même très aisé.
Je vais prendre une image :
si l’ordinateur quantique était une lance,
le chiffrement moderne,
ce système invulnérable qui nous protège depuis des décennies,
ne résisterait pas plus qu’un bouclier de papier.
Toute personne ayant accès à un ordinateur quantique aura un passe-partout
pour ouvrir n’importe quelle porte de notre monde numérique.
Ils pourront voler l'argent des banques,
contrôler nos économies,
couper l’alimentation électrique des hôpitaux,
lancer des bombes atomiques,
ou s’asseoir confortablement et nous épier à travers nos webcams à notre insu.
L’information de base de tous les ordinateurs que nous utilisons,
comme celui-ci,
est appelée le « bit ».
Un bit peut avoir deux états :
il peut être zéro ou un.
Quand j’appelle ma mère avec FaceTime depuis l’autre bout du monde,
et elle va m’en vouloir à mort avec cette illustration,
(Rires)
en réalité, on ne fait que s’envoyer de longues séquences de zéros et de uns
qui rebondissent d’ordinateur à ordinateur, de satellite à satellite,
transmettant nos données rapidement.
Les bits sont très pratiques.
Tout ce que nous faisons sur base de la technologie,
nous le devons à l'efficacité des bits.
Mais nous pressentons bien
que les bits ne conviennent pas pour simuler des molécules
et des particules complexes.
C’est dû au fait que, dans un certain sens,
des processus subatomiques peuvent faire deux choses opposées ou davantage
en même temps,
selon les règles bizarres de la mécanique quantique.
Donc, à la fin du siècle dernier,
des physiciens vraiment doués ont eu cette idée géniale :
concevoir des ordinateurs basés sur les principes de la mécanique quantique.
La plus petite unité d’information d’un ordinateur quantique
est appelée « qubit ».
L’abréviation pour « bit quantique ».
Plutôt que d’avoir deux états, comme zéro et un,
le qubit peut avoir un nombre infini d’états.
Ça correspond à être une combinaison de zéros et de uns
en même temps,
un phénomène connu sous le nom de « superposition ».
Quand deux qubits sont en superposition,
on travaille avec quatre combinaisons
de 0-0, 0-1, 1-0 et 1-1.
Avec 3 qubits,
on parle d’une superposition de huit combinaisons,
et ainsi de suite.
À chaque qubit ajouté, on double le nombre de combinaisons
qui peuvent travailler en superposition
simultanément.
En augmentant le nombre de qubits,
on peut travailler avec un nombre exponentiel de combinaisons
en même temps.
Ceci est une simple esquisse de la source de la puissance de calcul quantique.
Or dans le chiffrement moderne,
nos clés secrètes, comme les deux facteurs d’un nombre très grand,
ne sont en fait que des longues séquences de zéros et de uns.
Pour les trouver,
un ordinateur normal doit passer en revue chaque combinaison,
l’une après l’autre,
jusqu’à trouver celle qui fonctionne et qui casse notre chiffrement.
Mais avec un ordinateur quantique
équipé de suffisamment de qubits en superposition,
l’information peut être extraite de toutes les combinaisons simultanément.
En très peu d’étapes,
un ordinateur quantique peut écarter les mauvaises combinaisons,
cibler la combinaison correcte
et dévoiler nos précieux secrets.
Au niveau hallucinant du quantique,
il se passe une chose vraiment incroyable.
La sagesse conventionnelle de nombreux physiciens,
et accrochez-vous bien,
est que chaque combinaison est examinée par son propre ordinateur quantique
à l’intérieur de son univers parallèle propre.
Ces combinaisons s’additionnent comme des vagues dans un réservoir d’eau.
Les combinaisons erronées s’annulent mutuellement.
Les combinaisons correctes
se renforcent et s’amplifient mutuellement.
À la fin du programme de calcul quantique,
il ne reste plus que la solution exacte
que nous pouvons observer dans notre univers.
Ne vous inquiétez pas si vous ne comprenez pas tout.
(Rires)
Vous êtes en bonne compagnie.
Niels Bohr, un des pionniers de ce domaine,
a affirmé que toute personne qui réfléchirait à la mécanique quantique
sans être profondément choquée
n’avait simplement pas compris.
(Rires)
Mais ça vous donne une idée de la menace
et pourquoi c'est aux cryptographes d'affronter ce problème.
Nous devons agir rapidement
car les ordinateurs quantiques
sont une réalité d'aujourd'hui dans les labos du monde.
Heureusement, pour l'instant,
ils existent à une échelle relativement petite,
insignifiante pour décoder nos plus grandes clés de chiffrement.
Nous pourrions toutefois être en danger très rapidement.
Certains pensent que des agences secrètes gouvernementales
ont déjà conçu une machine suffisamment puissante
mais qu'elles gardent cela secret.
Certains observateurs pensent qu'il nous reste 10 ans.
D'autres parlent de 30 ans.
On pourrait croire que 10 ans
constituent suffisamment de temps pour trouver la parade
et sécuriser Internet à temps.
Hélas, ce n'est pas si aisé.
Même si nous ignorons le nombre d'années nécessaires
pour standardiser, déployer une nouvelle technologie de chiffrement,
il pourrait déjà être trop tard, dans un certain sens.
Des criminels et des agences gouvernementales rusées
pourraient très bien déjà stocker nos données les plus sensibles
par anticipation de l'avenir quantique.
Les messages de dirigeants de pays étrangers,
de généraux,
ou d'individus qui remettent le pouvoir en question,
tout cela est chiffré pour le moment.
Mais quand adviendra le jour où
quelqu'un mettra la main sur un ordinateur quantique,
cette personne pourra décrypter les données du passé rétroactivement.
Dans certains secteurs - public, financier
ou militaire -
les données sensibles doivent rester confidentielles pendant 25 ans.
Si les ordinateurs quantiques deviennent une réalité dans 10 ans,
ces institutions ont déjà 15 ans de retard
sur l'invulnérabilité quantique de leur chiffrement.
Alors que de nombreux scientifiques dans le monde
s'efforcent de concevoir un ordinateur quantique,
nous, les cryptographes, tentons de réinventer le chiffrement en urgence
pour nous protéger avant la réalisation de ce risque.
Nous étudions de nouveaux problèmes mathématiques complexes.
Des problèmes qui, comme la factorisation,
peuvent être utilisés aujourd'hui par nos smartphones et nos ordinateurs.
Mais contrairement à la factorisation, ces problèmes doivent être si compliqués
qu'un ordinateur quantique ne pourra pas les résoudre.
Nous explorons un domaine mathématique de plus un plus vaste
pour y trouver de tels problèmes.
Nous explorons des nombres et des objets
bien plus exotiques et abstraits
que ceux auxquels nous sommes habitués,
comme ceux de nos calculatrices.
Nous pensons avoir trouvé des problèmes en géométrie
qui pourraient être efficaces.
Contrairement aux problèmes de géométrie bi et tridimensionnelle,
ceux que nous avons appris à résoudre avec un crayon et du papier en classe,
la plupart de ces problèmes sont définis sur plus de 500 dimensions.
Ils sont non seulement trop compliqués à dessiner et résoudre sur un papier
mais nous pensons aussi qu'ils mystifieront un ordinateur quantique.
Il est trop tôt pour crier victoire
mais nous croyons qu'ainsi, nous pourrons sécuriser notre monde numérique
en transition vers un avenir quantique.
Comme tous les autres scientifiques,
les cryptographes sont aussi profondément enthousiastes
devant le potentiel que nous offre la vie avec des ordinateurs quantiques.
Ils pourraient être une telle force pour faire le bien.
Quelle que soit la forme que prendra notre avenir technologique,
nos secrets feront toujours partie de notre humanité.
Ils méritent d'être protégés.
Merci.
(Applaudissements)