L'Université nationale de Singapour développe une puce QRNG capable de vérifier l'intégrité de son propre matériel

fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs de l'Université nationale de Singapour (NUS) ont créé un générateur de nombres aléatoires quantiques (QRNG) capable de tester activement l'intégrité de son propre matériel, une première qui dépasse la simple dépendance à la certification du fabricant. Les résultats ont été publiés le 5 juin dans PRX Quantum.

Chaque clé de chiffrement et chaque transaction sécurisée repose sur des nombres aléatoires imprévisibles, mais jusqu'à présent, tous les générateurs de nombres aléatoires exigent que l'utilisateur fasse confiance au matériel sous-jacent pour ne pas être compromis. Avec l'avènement de l'informatique quantique, cela pourrait devenir une vulnérabilité critique. La puce construite par l'équipe de la NUS, dirigée par le professeur associé Charles Lim de la Faculté de design et d'ingénierie, est capable de vérifier en temps réel son propre matériel de mesure, offrant ainsi une garantie de sécurité même face à des attaquants dotés de capacités de calcul quantique.

L'efficacité des détecteurs de cette puce atteint 69,1 %, avec un débit actuel de 64 bits par seconde, inférieur au débit de plus de 100 gigabits par seconde des QRNG traditionnels à dispositif de confiance. Cependant, l'équipe prévoit qu'avec des photodiodes améliorées déjà développées, une augmentation de cinq ordres de grandeur est possible, atteignant 68 mégabits par seconde, renforçant ainsi son potentiel d'intégration dans des systèmes de sécurité dans divers domaines. Cette innovation résout une vulnérabilité de longue date dans tous les générateurs de nombres aléatoires, qu'ils soient classiques ou quantiques : la fiabilité du matériel de mesure était jusqu'ici supposée, et non vérifiée. Contrairement aux conceptions précédentes, ce QRNG utilise un protocole indépendant du dispositif de mesure (MDI), transférant la charge de confiance des détecteurs eux-mêmes vers les signaux lumineux entrants. La puce prépare des états lumineux quantiques connus, les mesure avec des détecteurs sur puce, puis compare les résultats aux prédictions théoriques, effectuant essentiellement un auto-étalonnage à chaque opération. Si les performances du détecteur s'écartent des prévisions, le système s'arrête, empêchant la libération de nombres aléatoires potentiellement compromis.

Cette puce est fabriquée selon un procédé standard sur tranche de huit pouces et fonctionne à température ambiante. L'efficacité totale des détecteurs sur puce atteint 69,1 %, dépassant le seuil minimum de 67 % requis par le protocole. La puce offre le plus haut niveau de sécurité au niveau de la puce démontré, même face à des attaquants potentiels équipés de technologies quantiques, une menace que les tests classiques ne peuvent pas contrer.

« Les unités de mesure dans les générateurs de nombres aléatoires quantiques sont traditionnellement difficiles à caractériser, ce qui rend leur fiabilité réelle difficile à garantir », a déclaré le professeur associé Lim. « Notre solution élimine la nécessité de faire confiance au fonctionnement spécifié de cette unité pendant l'utilisation. »

La collaboration avec Squareroot8 Technologies, une entreprise de communication quantique issue de la NUS, a été cruciale tant pour la conception du protocole que pour la certification de sécurité ultérieure, soulignant une voie directe de la recherche académique à l'application commerciale. Le professeur associé Lim a indiqué que cette puce ouvre la voie à l'intégration de générateurs de nombres aléatoires quantiques auto-testés pratiques dans des systèmes compacts et sécurisés.