FC9CS23
Stage inter entreprise
Durée :
3 jour(s)
Présentation
L’échange de clé quantique (QKD) est l’une des technologies quantiques ayant atteint le plus haut niveau de maturité, illustré par la mise sur le marché de systèmes industriels et par leur déploiement au sein d’infrastructures de télécommunication. C’est en particulier le cas actuellement en Europe, à travers l’initiative EuroQCI, qui vise à doter le continent d’une infrastructure de communications quantiques d’ici la fin de la décennie.
La QKD permet l’échange de clés cryptographiques avec un niveau de sécurité inaccessible par des méthodes reposant sur la difficulté algorithmique de problèmes mathématiques. Elle permet notamment de sécuriser les échanges de données dans des contextes sensibles et requérant une sécurité à long-terme : comme les réseaux gouvernementaux et de défense.
La formation présente les concepts fondamentaux, théoriques et expérimentaux, des communications quantiques, permettant d’appréhender les avancées récentes dans le domaine de la cryptographie quantique et des réseaux quantiques, ainsi que leurs applications.
Objectifs
- Expliquer les principes de la cryptographie quantique.
- Expliquer les différentes étapes et les principes de la distribution quantique de clé, et étudier ces étapes en pratique sur le protocole BB84.
- Etudier le lien entre cryptographie quantique et intrication, y compris d’un point de vue expérimental (démonstration inégalités de Bell).
- Passer en revue l’actualité récente, les applications envisagées pour la distribution quantique de clé (QKD) et les initiatives industrielles.
- Se familiariser concrètement à travers des démonstrations expérimentales avec des systèmes de cryptographie quantique industriels déployés et/ou au laboratoire.
- Expliquer les principes des réseaux quantiques de type Quantum Internet, et les applications de la cryptographie quantique, au-delà de la QKD
- Comprendre l’impact des technologies quantiques sur la cryptographie, la nécessité d’une cryptographie post-quantique, et le positionnement de la QKD.
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Programme
Cryptographie quantique
- Principes de la cryptographie quantique (non-clonage, monnaie quantique)
- Protocole QKD et exemple du protocole BB84
- Attaque et Sécurité d’un protocole QKD, Exercices
Cryptographie quantique et intrication
- Inégalités de Bell, Protocole EPR
- Démonstration expérimentale de violation des inégalités de Bell
- Mise en œuvre expérimentale de systèmes de communications quantiques, encodage à variables discrètes (DV) ou continues (CV).
Distribution Quantique de clé (QKD) : technologies, systèmes
- Communications optiques, communications quantiques : éléments clés d’un système de communication
- Systèmes QKD : technologies, performance
- Panorama des développements industriels de systèmes QKD
Réseaux QKD et applications
- Démonstration d’un système industriel de QKD, détection d’une attaque
- Réseaux de distribution quantique de clé : état de l’art, vision industrielle,
- Cas d’usage de la QKD pour la sécurisation des réseaux
Internet Quantique
- Vision et application d’un Internet Quantique
- Téléportation et Répéteur Quantiques
- Protocoles de cryptographies quantiques au-delà de la QKD
- Application (TD): Simulations numériques de réseaux quantiques avec NetSquid
Cryptographie dans un monde quantique
- Menaces induites par l’ordinateur quantique sur la cryptographie actuelle
- Introduction à la Cryptographie Post-Quantique
- Hybridation de la QKD et de la cryptographie post-quantique
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Modalités pédagogiques
Cours et exercices d’application. Travaux pratiques. Illustrations technologiques récentes.
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Public cible et prérequis
Toute personne (ingénieur, technicien, scientifique, etc.) souhaitant comprendre les notions de base et mieux appréhender les principes et les enjeux applicatifs des communications et de la cryptographie quantiques.
Des bases d’algèbre linéaire (espace vectoriel, produit scalaire, projecteur, etc.) sont nécessaires.
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Responsables
Romain Alléaume
Romain Alléaume (ENS Ulm 98, TP 2003, PhD Sorbonne U 2004) est Professeur à Telecom Paris. Ses recherches portent sur la cryptographie et les communications quantiques, ainsi que le traitement quantique de l'information. Auteur de plus de 50 articles et 3 brevets dans le domaine de la distribution quantique de clés (QKD) il co-fonda la start-up SeQureNet en 2008, qui mis sur le marché le premier système de cryptographie quantique à variables continues (CV-QKD). Il coordonne la participation d’IP Paris aux projets européens QSNP et FranceQCI, pour lesquel il membre du comité exécutif. Il est aussi responsable de l’équipe-projet Inria-IP Paris QURIOSITY.
Eleni Diamanti
Eleni Diamanti (PhD Stanford 2006, postdoc Marie Curie IOGS) est directrice de recherche au CNRS au LIP6-Sorbonne Université à Paris. Ses sujets de recherche portent sur le développement des ressources photoniques et des applications, notamment en cryptographie, pour les réseaux de communication quantique. Elle est lauréate d’une bourse du European Research Council, directrice du Paris Centre for Quantum Technologies et membre du comité exécutif des projets Européens QSNP et FranceQCI. Elle est également cofondatrice et conseillère scientifique de la société Welinq qui développe des solutions d’interconnexion quantique.
Prochaine(s) session(s)
- Du 24/06/2024 au 26/06/2024 à Paris
