## deodoro

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### Une révolution quantique
- L’informatique quantique utilise des phénomènes quantiques comme la superposition et l’intrication pour effectuer des calculs.
- L’unité de base est le bit quantique (qubit). Les qubits représentent le zéro et le un simultanément (superposition).
- L’intrication quantique lie des paires ou groupes d’éléments quantiques: le changement d’état d’un élément influe instantanément sur les autres éléments enchevêtrés, quelle que soit la distance.
- Une hausse du nombre de qubits se traduit par une augmentation exponentielle de la vitesse de traitement.
  - Deux bits binaires classiques nécessaires pour égaler la puissance d’un seul qubit; quatre bits pour deux qubits; huit bits pour trois qubits, etc.
  - Il faudrait environ 18 billiards de bits de mémoire traditionnelle pour modéliser un ordinateur quantique avec seulement 54 qubits.
  - Un ordinateur quantique de 100 qubits nécessiterait plus de bits qu’il n’y a d’atomes sur notre planète.
  - Un ordinateur de 280 qubits demanderait plus de bits qu’il n’y a d’atomes dans l’univers connu.
- Exemple d’avancée: en 2019, Google a utilisé un ordinateur quantique pour effectuer une tâche en seulement 200 secondes; selon le groupe, il aurait fallu 10 000 ans au supercalculateur numérique le plus puissant à l’époque pour réaliser la même tâche.

### Les perspectives
- Les ordinateurs quantiques peuvent résoudre certains problèmes beaucoup plus rapidement: la superposition permet d’essayer simultanément tous les chemins d’un "labyrinthe" informatique.
- Possibilités d’application:
  - Accélérer les découvertes et innovations scientifiques.
  - Révolutionner la modélisation et les simulations des marchés financiers.
  - Renforcer l’apprentissage automatique et l’intelligence artificielle.
  - Modéliser particules subatomiques, interactions moléculaires, réactions chimiques; potentiel en génie chimique et science des matériaux (conception de nouveaux matériaux, batteries à électrolyte solide).
  - Aider à comprendre les changements climatiques.
  - Réaliser des simulations de Monte Carlo plus précises et presque en temps réel pour prédire comportement des marchés, prix et risques.
  - Effectuer des tâches d’optimisation (répartition du capital, décisions d’investissement de portefeuille, gestion des espèces dans les réseaux de guichets automatiques) beaucoup plus rapidement.
  - Accélérer la formation aux algorithmes d’apprentissage automatique sans l’explosion des délais liée à l’ajout de composantes que connaissent les ordinateurs numériques.

### Et les risques
- Les ordinateurs quantiques pourraient menacer la cryptographie moderne utilisée pour la stabilité financière et la confidentialité.
- Types d’algorithmes cryptographiques actuels:
  - Clés symétriques (même clé pour chiffrer et déchiffrer).
  - Clés asymétriques / clés publiques (paire privée/publique).
  - Fonctions de hachage (transforment des entrées en un ensemble unique d’octets de taille fixe).
- Menaces spécifiques:
  - Les ordinateurs quantiques pourront résoudre des problèmes mathématiques ardus bien plus rapidement que les supercalculateurs numériques; la cryptographie asymétrique deviendra obsolète et d’autres clés et hachages seront inadaptés.
  - En théorie, un ordinateur quantique pourrait déchiffrer une clé asymétrique en quelques minutes.
  - Les clés publiques sont particulièrement vulnérables car elles reposent souvent sur la factorisation; les ordinateurs quantiques peuvent factoriser facilement.
- Applications critiques vulnérables:
  - Communications sur Internet (services bancaires mobiles, commerce électronique, transactions de paiement, retraits d’espèces aux GAB, RPV).
  - Actifs numériques (Bitcoin, Ethereum).
  - Applications Web protégées par mot de passe.
  - Le protocole HTTPS est utilisé par 97 des 100 premiers sites Internet au monde.
- Risque rétroactif:
  - Des informations interceptées et stockées aujourd’hui pourraient être déchiffrées ultérieurement par des ordinateurs quantiques suffisamment puissants.
  - Pour certaines applications, il pourrait déjà être trop tard; pratiquement tous les messages cryptés personnels ou financiers envoyés et stockés aujourd’hui pourraient être déchiffrés rétroactivement.
- Sensibilité technologique actuelle:
  - Les ordinateurs quantiques sont très sensibles aux perturbations (chaleur, lumière, vibration), ce qui provoque des erreurs de calcul; toutefois, des machines commettant moins d’erreurs et capables de déchiffrer des codes "ne sont pas très loin".

### La course contre la machine
- Des initiatives de normalisation et de sélection d’algorithmes post-quantiques sont en cours:
  - Aux États-Unis, le National Institute of Standards and Technology organise un concours pour élaborer des algorithmes de chiffrement post-quantiques; il espère annoncer un gagnant d’ici à 2024.
  - L’Institut européen des normes de télécommunications prend lui aussi l’initiative.
- Contraintes opérationnelles:
  - En raison des risques rétroactifs, les établissements financiers disposent d’un créneau restreint pour appliquer les nouvelles normes.
  - Les remplacements d’algorithmes passés, bien que plus simples que la transition vers des normes post-quantiques, montrent que ces migrations peuvent causer des perturbations extrêmes et nécessiter des années, voire des décennies.

### Recommandations et rôle du FMI
- Mesures immédiates pour les établissements financiers:
  - Évaluer les risques rétroactifs et futurs liés aux ordinateurs quantiques, y compris les informations éventuellement déjà interceptées.
  - Concevoir des projets de migration de la cryptographie actuelle vers des algorithmes post-quantiques.
  - Procéder à un inventaire de la cryptographie par clé publique utilisée en interne et par tous les fournisseurs tiers.
  - Abandonner les algorithmes vulnérables au profit de la cryptographie post-quantique.
  - Renforcer l’agilité cryptographique pour permettre des améliorations fluides des algorithmes.
- Rôle du FMI:
  - Sensibiliser ses membres aux risques posés par les ordinateurs quantiques pour la stabilité financière.
  - Promouvoir les normes et pratiques post-quantiques.
  - Encourager les pays membres à collaborer étroitement pour garantir l’interopérabilité et adopter des projets de migration du chiffrement pour leur secteur financier.

*JOSÉ DEODORO, MICHAEL GORBANYOV, MAJID MALAIKA et TAHSIN SAADI SEDIK, Finances & Développement, Décembre 2021.*

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