Étude de protocoles de cryptographie quantique

L’objectif de cette thèse est l’étude de protocoles de cryptographie quantique et l’évaluation de leur sécurité. Pour cela, nous développerons des modèles de sécurité adaptés, élaborerons ou améliorerons des protocoles et prouverons leur sécurité en étudiant en particulier leur composabilité. D’un point de vue pratique, nous contribuerons au développement des plateformes de protocoles quantiques avec de nouvelles fonctionnalités et optimiserons les ressources quantiques nécessaires pour une mise en oeuvre efficace des protocoles quantiques.

Les protocoles qui nous intéressent particulièrement sont ceux que l’on peut regrouper sous le terme de “unclonable cryptography”, c’est-à-dire la construction d’objets cryptographiques qui ne peuvent pas être copiés. Ce sont la conséquence directe de l’un des résultats fondamentaux en information quantique, le “no-cloning theorem” (théorème de non-clonage), qui assure qu’en toute généralité un état quantique ne peut pas être copié. Dans un premier temps, nous comptons étudier les primitives liées aux concepts de “single decryption” (déchiffrement unique) et “copy protection” (protection anti-copie). Les constructions existantes ne prennent en compte que des fonctions simples, dites évasives (qui retournent zéro pour presque toutes les entrées). Après les avoir étudiées, notre objectif va être de les améliorer et de les étendre à des fonctions plus complexes.