La communication quantique basée sur l’espace prend forme au Luxembourg

Capter des photons uniques envoyés depuis un satellite en orbite à des centaines de kilomètres n’est plus de la science-fiction. Sur un petit terrain au Luxembourg, Mathieu Esteve, responsable de la division segment au sol chez HITEC Luxembourg, dirige le projet et l’équipe d’ingénierie qui en fait une réalité commerciale. Cette prochaine étape démontrera la faisabilité de la distribution quantique de clés spatiales (QKD) pour sécuriser les communications à l’échelle mondiale. 

De la fibre optique au satellite: extension des réseaux quantiques

Au Luxembourg, des initiatives pionnières comme le projet INT-UQKD (International Use Cases for Operational Quantum Key Distribution Applications and Services) témoignent d’un fort engagement à construire une infrastructure quantique sécurisée. Dirigé par Starion Luxembourg, le consortium comprend POST Luxembourg, le Centre interdisciplinaire de sécurité, de fiabilité et de confiance (SnT) de l’Université du Luxembourg et HITEC Luxembourg. Bien que le réseau terrestre relie déjà le Luxembourg et la Belgique, des limitations physiques limitent ces liaisons fibre optique à environ 100 à 150 kilomètres avant que le signal quantique ne se dégrade. 

«Le but de la liaison spatiale est d’étendre le réseau QKD», a noté M. Esteve, expliquant que les nœuds intermédiaires terrestres sont coûteux à installer, représentent une menace pour la sécurité et sont difficiles à maintenir sur de longues distances. «Pour relier les continents, les liaisons spatiales sont essentielles. Dans le cadre du projet INT-UQKD, des clés quantiques seront distribuées depuis un satellite exploité par la société singapourienne SpeQtral. La station optique au sol (OGS) de HITEC agira comme récepteur critique au sol au Luxembourg pour assurer la connexion entre Singapour et la Belgique.»  

BELUCA 080: une station de sol optique industrielle

Pour répondre à ce besoin, HITEC a collaboré avec le spécialiste belge en optique AMOS pour développer BELUCA 080, une station optique au sol industrialisée conçue pour capter les photons envoyés depuis des satellites. Ce produit combine l’expertise de HITEC dans la construction de stations terrestres complètes et télécommandées avec l’optique de précision d’AMOS. «Jusqu’à présent, vous avez des antennes RF, des télescopes pour l’astronomie classique ou la communication optique, mais aucun ne répondait à la demande pour l’application QKD», a expliqué M. Esteve. 

Il a également souligné que les systèmes optiques standards perturbent souvent les propriétés quantiques délicates des photons. À l’intérieur du satellite, des photons intriqués — des paires de photons dont les états quantiques sont liés — sont générés, et BELUCA 080 doit les intercepter sans modifier leur spin ou leur polarisation (un paramètre suivi comme le rapport d’extinction de polarisation). «Le but de l’OGS est de pouvoir capter les particules sans affecter le spin ni la polarisation de la clé quantique», a déclaré M. Esteve. 

Sécuriser la finance et la défense avec des clés quantiques

Selon le rapport Quantum Market Applications de Luxinnovation, le marché européen de la communication quantique était évalué à environ 314 millions d’euros en 2024 et devrait atteindre environ 1,5 milliard d’euros d’ici 2030, avec une croissance annuelle composée de 31,3%. Cette accélération rapide est portée par les besoins opérationnels de transmission de données ultra-sécurisés dans des secteurs fortement réglementés. Le rapport met en avant la banque, la finance et l’assurance, aux côtés de la défense et du gouvernement, comme des domaines à forte opportunité. 

«L’intérêt principal provient du secteur financier et des institutions gouvernementales», a reconnu M. Esteve, notant que ces secteurs traitent les données les plus sensibles. La viabilité opérationnelle de QKD a déjà été démontrée lors de grands essais. Par exemple, HSBC a réussi à tester QKD pour obtenir un scénario de négociation de 30 millions d’euros impliquant l’échange d’euros contre dollars américains. Dans le secteur de la défense, Altice Labs a démontré un réseau militaire sécurisé quantiquement dans le cadre du projet DISCRETION, prouvant la préparation de QKD pour des applications gouvernementales à haute sécurité. 

L’importance stratégique de cette technologie est soulignée par la menace imminente de l’informatique quantique, qui pourrait briser les algorithmes de chiffrement classiques largement utilisés. «Le but est de fournir une réponse à cette menace en utilisant les propriétés physiques des particules», a expliqué M. Esteve. Étant donné que la distribution quantique des clés dépend de l’état quantique du photon, toute tentative d’écoute est immédiatement détectable, car mesurer le système modifie inévitablement son état. Toute clé interceptée peut ainsi être rejetée.  

Un réseau européen pour des liens quantiques résilients

Le BELUCA 080 a été conçu dès le départ comme un produit industriel plutôt que comme un démonstrateur unique. « Nous avons conçu le BELUCA 080 comme un produit, pas comme un one-shot, et il a été conçu dès le départ comme une solution industrielle et rentable », a souligné M. Esteve. L’entreprise participe également au Trans-EuroOGS dans le cadre du programme EUROQCI avec l’Allemagne, l’Irlande et la Grèce. Le programme déploiera huit stations optiques au sol pour tester comment un réseau distribué peut compenser les perturbations météorologiques locales telles que la couverture nuageuse, la pluie et le vent. 

Vous souhaitez commercialiser des technologies de communication quantique ou avancées ? Nos conseils sur les programmes européens peuvent vous aider à identifier et obtenir des financements pertinents, y compris les appels Horizon Europe liés à la cybersécurité quantique et à la cybersécurité. 

Pour en savoir plus sur la technologie sous-jacente, consultez notre rapport sur la communication quantique.