Internet classique vs Internet quantique : en quoi diffèrent-ils ? | Cible technologique
L’Internet quantique est un hypothétique Internet à haut débit qui fournit une connectivité ultra-sécurisée aux appareils quantiques du monde entier. À l’avenir, l’Internet quantique sera un collectif de méga-clusters de réseaux constitués de petites infrastructures quantiques séparées par de longues distances ou des frontières internationales.
Bien que les ordinateurs quantiques existent dans le monde physique, le concept d’Internet quantique est actuellement théorique. Les réseaux quantiques existants ne s’étendent actuellement pas au-delà des salles de recherche, mais ils concernent l’informatique quantique. Par exemple, l’Internet quantique est basé sur des phénomènes mécaniques quantiques, tels que la superposition et l’intrication, et met en œuvre des protocoles cryptographiques quantiques pour sécuriser les communications.
Les équipes de recherche mènent des essais pour établir l’intrication sur de longues distances, et les scientifiques continuent de théoriser sur la façon dont ils s’attendent à ce que l’Internet quantique fonctionne une fois développé. Une fois pleinement réalisé, l’Internet quantique s’intégrera à l’Internet classique pour résoudre des problèmes complexes et permettre une communication sécurisée et un calcul à haut débit.
Internet classique contre Internet quantique
L’Internet quantique ne remplacera pas l’Internet classique. Au lieu de cela, il ajoutera de meilleures fonctionnalités pour connecter les appareils dans les foyers, les entreprises commerciales et les entreprises. Les ordinateurs quantiques actuels accèdent à l’Internet classique pour effectuer certaines tâches. Tous les appareils quantiques devront à terme prendre en charge l’Internet quantique via des protocoles de réseau quantique.
Unités de données
L’Internet classique permet aux appareils de transmettre, de recevoir, de calculer et de stocker des informations représentées sous forme de bits. Un bit est la plus petite unité informatique qui indique l’état logique d’un périphérique, tel que allumé et éteint, représenté respectivement par 0 ou 1. Un groupe de bits peut représenter un caractère dans un texte, un pixel dans une image ou une image dans une vidéo. En d’autres termes, les groupes de bits représentent chaque élément d’information présent sur Internet.
L’Internet quantique permet aux réseaux quantiques interconnectés d’échanger des informations, appelées qubits, codées dans deux états quantiques. De la même manière qu’un bit représente 0 ou 1, un qubit représente deux états quantiques.
Un état quantique représente soit la polarisation d’un photon, soit le spin d’un électron. Ces propriétés permettent aux qubits de coder des informations dans un réseau quantique. Ils propulsent les qubits dans un état de superposition, dans lequel un qubit se trouve simultanément dans les deux états et toute modification du qubit affecte les deux états.
Dans l’Internet quantique, les opérations logiques, telles que la correction d’erreurs ou le chiffrement, peuvent modifier des qubits individuels sans affecter les autres qubits du paquet de données. Cela diffère du traitement déterministe utilisé dans l’Internet classique, où la transmission change en fonction de l’ensemble des informations contenues dans un paquet de données.
Modes de fonctionnement
L’Internet classique envoie les données de la source vers les destinations à grande vitesse. Chaque source et destination possède une adresse IP unique. Les protocoles réseau encapsulent les informations dans des paquets et envoient des données sur des canaux de l’émetteur au récepteur. L’Internet classique s’appuie sur le protocole TCP/IP pour garantir une livraison fiable des données, l’adressage IP, le routage, la sécurité et d’autres exigences réseau importantes.
Parce que l’Internet quantique est encore hypothétique et qu’il en est aux premiers stades de développement à petite échelle, il n’existe pas encore de suite de protocoles de réseau bien définie comme TCP/IP. Cependant, les chercheurs ont développé divers protocoles de réseautage quantique au fil des années pour rendre possible la communication quantique actuelle. Les protocoles de réseau quantique s’appuient sur des principes de mécanique quantique pour échanger des qubits au sein d’un réseau.
Zones de couverture
L’Internet classique est un réseau mondial interconnecté composé de réseaux plus petits répartis dans le monde entier. Internet est constitué de milliards de réseaux et des milliards d’utilisateurs y accèdent chaque jour pour naviguer sur le Web, consommer des informations et communiquer avec les autres.
La couverture de l’Internet quantique est complexe à mesurer car elle n’existe que dans des scénarios hypothétiques. Les chercheurs quantiques génèrent des états intriqués sur de grandes distances pour tester l’expansion des réseaux quantiques. Des études ont montré que la portée du réseau quantique pour les communications par fibre optique est d’environ 62 miles. Les scientifiques mettent en œuvre des répéteurs quantiques pour capturer les signaux faibles à retransmettre afin d’augmenter la portée de la communication quantique.
Sécurité Internet quantique ou classique
Dans l’Internet classique, les protocoles de sécurité du réseau permettent la formation de canaux sécurisés pour une connexion ininterrompue. Voici des exemples de protocoles de sécurité réseau :
- IPsec.
- Protocoles de tunneling VPN.
- Couche de socket sécurisé (SSL).
- Shell sécurisé (SSH).
- Sécurité de la couche tunnelisée (TLS).
- Accès protégé Wi-Fi (WPA).
Dans l’Internet quantique, cependant, le développement de protocoles cryptographiques repose sur la distribution de clés quantiques (QKD). QKD partage une clé secrète irréplicable entre les appareils connectés à l’Internet quantique. Les pirates ne peuvent pas déterminer avec précision l’état d’un qubit intriqué, car toute mesure effondre la fonction d’onde. L’Internet quantique met également en œuvre des protocoles cryptographiques quantiques pour protéger la communication.
Fiabilité
L’Internet classique fonctionne généralement de manière fiable, mais le taux de fiabilité du transfert des paquets de données n’est pas toujours garanti. Les réseaux subissent souvent des pertes de paquets en raison de la congestion et de pannes matérielles, entre autres facteurs. La perte de paquets empêche la transmission des données sur Internet et crée parfois une latence.
L’Internet quantique pourrait également subir une perte de qubits, un problème similaire à la perte de paquets. La perte de qubits, également connue sous le nom de décohérence quantique, est un problème qui se produit fréquemment lorsque tous les composants d’un environnement quantique interagissent avec un système, ce qui entraîne une perte de photons. Étant donné que les réseaux quantiques en sont encore à leurs débuts, les scientifiques ne savent pas encore comment prévenir ou corriger la décohérence, mais les chercheurs continuent d’en étudier les causes.
Vitesses Internet quantiques et classiques
Les vitesses Internet classiques vont de Mbps à Gbps. Les vitesses Mbps sont adaptées aux activités Internet de base, telles que la navigation sur le Web, l’envoi d’e-mails et le streaming. Les vitesses Gbit/s prennent en charge des cas d’utilisation plus gourmands en bande passante, tels que les téléchargements de fichiers, les vidéoconférences et les jeux.
Les premières théories prédisaient que la communication quantique serait plus rapide que la vitesse de la lumière, mais les recherches actuelles suggèrent que ce n’est pas le cas. Les chercheurs ont théorisé que la communication quantique va à l’encontre du principe de causalité, selon lequel chaque cause a un effet. La communication quantique défie ce principe car l’intrication – la propriété qui relie les qubits entre eux pour permettre la communication entre eux – peut se produire quelle que soit la distance entre les qubits.
L’intrication quantique nécessite que les états à deux qubits soient directement dépendants l’un de l’autre. Théoriquement, les qubits pourraient être à des milliards de kilomètres les uns des autres, mais ils peuvent communiquer entre eux instantanément. Étant donné que l’intrication quantique stipule qu’il est impossible de mesurer à la fois la position et l’impulsion d’une particule intriquée, il est peu probable que la vitesse de l’Internet quantique se déplace à la vitesse de la lumière.
Comparaison Internet quantique et classique
Le tableau ci-dessous résume les différences entre l’Internet quantique et l’Internet classique.
| Caractéristique | Internet classique | Autant qu’Internet |
| Unité de données | Peu | Qubits |
| Mode de fonctionnement | Suite de protocoles TCP/IP | Principes de la mécanique quantique |
| Couverture | Mondial | Plus petit, avec quelques réseaux informatiques quantiques |
| Protocoles de sécurité | IPsec, VPN, SSL, SSH, TLS, WPA | QKD, communication directe sécurisée quantique, protocoles cryptographiques quantiques |
| Fiabilité | Élevé, mais avec perte de paquets | Faible, avec besoin fréquent de codes de correction d’erreurs |
| Vitesse | Mbit/s en Gbit/s |
Théoriquement élevé |
| État de mise en œuvre | 5,4 milliards d’utilisateurs dans le monde | Hypothétique |
Comment l’Internet quantique et classique fonctionnent ensemble
Les chercheurs prévoient que l’Internet quantique et l’Internet classique travailleront ensemble pour résoudre des problèmes complexes. L’Internet quantique et l’Internet classique pourraient fonctionner ensemble notamment par la création de réseaux hybrides quantiques, de supercalculateurs ou de bits supraconducteurs.
Réseaux hybrides quantiques
Un réseau hybride quantique implémente des éléments des réseaux Internet classiques et quantiques dans un seul réseau. Une intégration pourrait étendre la sécurité via QKD. Le théorème de non-clonage empêche la génération de copies en double de tout état quantique, mais la redondance est nécessaire dans les environnements d’entreprise. De plus, les réseaux quantiques sont sujets aux erreurs. Les administrateurs réseau peuvent déployer des dispositifs de correction d’erreurs dans les réseaux quantiques pour éliminer les erreurs.
L’Internet quantique pourrait surpasser le calcul intensif
Les termes réseau quantique et calcul intensif semblent interdépendants, mais dans la pratique, les superordinateurs constituent un cas d’utilisation classique d’Internet. Un superordinateur est une machine à usage général qui fonctionne sur des bits pour effectuer des calculs longs et complexes et gérer de gros volumes de données. Même dans les premières étapes, l’Internet quantique peut aider les ordinateurs quantiques à surpasser en temps réel l’héritage des superordinateurs qui dure depuis une décennie.
Bits supraconducteurs
Informatique quantique supraconductrice décrit l’intégration des supraconducteurs et des réseaux quantiques. En d’autres termes, les bits supraconducteurs sont réalisés dans des circuits supraconducteurs. Les supraconducteurs remplacent le matériel semi-conducteur. Les experts prédisent que l’Internet quantique fonctionnera à l’avenir sur des appareils supraconducteurs pour permettre le cloud computing quantique.
Internet quantique : Web x.0
L’Internet classique s’est développé pour la première fois sous le nom de Web 1.0 dans les années 90 et a donné aux utilisateurs un contrôle statique sur Internet. La deuxième étape, le Web 2.0, a été la révolution dynamique des médias sociaux axée sur la connexion des utilisateurs. La dernière itération, Web 3.0, se concentre sur la décentralisation et la propriété.
Les experts visualisent le concept du Web 4.0 comme une intégration IA des mondes physiques et virtuels. L’Internet quantique pourrait avoir une longueur d’avance sur les étapes avancées du Web 4.0 ou de toute autre itération future du Web. L’Internet quantique pourrait conduire à un Internet sans pirates, rapide et irréplicable.
Venus Kohli est ingénieure en électronique et en télécommunications, ayant obtenu son diplôme d’ingénieur au Bharati Vidyapeeth College of Engineering de l’Université de Mumbai en 2019. Kohli travaille comme rédactrice technique pour l’électronique, l’électricité, les réseaux et diverses autres catégories technologiques.