Etude des protocoles entre clients classiques et serveur quantique

Les ordinateurs quantiques promettent de surprenantes puissances de calcul en exploitant les étonnantes propriétés de particules infiniement petites. Je m'applique à prouver la sécurité de protocoles permettant à un client purement classique d'utiliser les ressources calculatoires d'un serveur quantique, de manière à ce que le calcul effectué ne soit jamais révélé au serveur. À cette fin, je développe un outil modulaire permettant de générer sur un serveur distant un état quantique que seul le client est en capacité de décrire, et je montre qu'il est possible de générer plus efficacement des états quantiques sur plusieurs qubits. Je prouve également qu'il n'existe pas de protocoles de ce type qui soit sécurisé dans un modèle de sécurité généralement composable, y compris lorsque ce module est utilisé dans le protocole UBQC. Outre le calcul délégué, cet outil s’avère également être utile pour effectuer une tache qui pourrait paraître impossible à réaliser de prime abord: prouver des propriétés avancées sur un état quantique de manière non-interactive (un unique message est envoyé) et non-destructive (l'état quantique reçu est intact), y compris lorsque cet état est généré collaborativement par plusieurs participants. Cette propriété s'avère en particulier utile pour pouvoir filtrer les participants dans un protocole sans révéler leur identité, et peut avoir des applications dans d'autres domaines, par exemple pour transmettre un état quantique sur un réseau tout en cachant la source et la destination du message. Enfin, je discute de mes travaux indépendants en cours sur les programmes à usage unique, mêlant cryptographie quantique, codes correcteurs et théorie de l'information.

Publications 2018-2024

• 2024
  • L. Colisson, D. Markham, R. Yehia : “All graph state verification protocols are composably secure”, (2024)
• 2022
  • L. Colisson : “Etude des protocoles entre clients classiques et serveur quantique”, soutenance de thèse, soutenance 28/03/2022, direction de recherche Kashefi, Elham, co-encadrement : Joux, Antoine (2022)
• 2021
  • L. Colisson, F. Grosshans, E. Kashefi : “Non-Destructive Zero-Knowledge Proofs on Quantum States, and Multi-Party Generation of Authorized Hidden GHZ States”, (2021)
• 2020
  • Ch. Badertscher, A. Cojocaru, L. Colisson, E. Kashefi, D. Leichtle, A. Mantri, P. Wallden : “Security Limitations of Classical-Client Delegated Quantum Computing”, Asiacrypt 2020, Virtual Event, Korea, Republic of (2020)
• 2019
  • A. Cojocaru, L. Colisson, E. Kashefi, P. Wallden : “QFactory: classically-instructed remote secret qubits preparation”, Advances in Cryptology – ASIACRYPT 2019, vol. 11921, Lecture Notes in Computer Science, Kobe, Japan, pp. 615-645, (Springer) (2019)
• 2018
  • A. Cojocaru, L. Colisson, E. Kashefi, P. Wallden : “On the possibility of classical client blind quantum computing”, 8^th International Conference on Quantum Cryptography, Shanghai, China (2018)