23 février 2026
Les réseaux de télécommunications de demain pourraient-ils devenir inviolables grâce à la physique quantique? C’est le défi que relève le projet QUALITY, une vaste initiative menée par le professeur Roberto Morandotti de l’INRS-EMT, à laquelle participent activement Christine Tremblay et Kim Khoa Nguyen, membres du corps professoral de l’ÉTS, ainsi que des chercheurs et chercheuses de McGill et de l’Université de Toronto. Ce projet vise à développer une nouvelle génération de technologies quantiques capables de s’intégrer directement dans les infrastructures de télécom existantes.
Des technologies quantiques intégrées dans les réseaux classiques
Les réseaux de télécommunications sont constitués de fibres optiques dans lesquelles circulent des signaux lumineux, appelés canaux, à différentes fréquences. Ces réseaux dits « classiques » peuvent transporter jusqu’à 80 canaux de 100 Gbit/s chacun. L’idée du projet QUALITY est d’y ajouter un ou des canaux quantiques, destinés non pas à transporter des données, mais à échanger des clés cryptographiques servant à sécuriser les communications.
Ce concept, appelé distribution quantique de clés (QKD), s’impose comme une réponse à une menace bien réelle liée à l’avènement des ordinateurs quantiques. En effet, leur puissance de calcul pourrait, à terme, rendre obsolètes les méthodes de chiffrement actuelles. Un attaquant pourrait ainsi intercepter et stocker des données aujourd’hui, puis les décrypter ultérieurement lorsque les technologies quantiques le permettront. En intégrant la cryptographie quantique aux réseaux de fibre optique, l’objectif est de garantir de la confidentialité durable des données.
Le défi de la coexistence
Christine Tremblay, professeure à l’ÉTS
Construire un réseau parallèle entièrement dédié aux signaux quantiques pourrait sembler une solution simple… mais elle serait prohibitive sur le plan économique. Le prix du génie civil, de l’enfouissement des fibres et des équipements de télécom rend ce scénario irréaliste. Il devient donc nécessaire de faire coexister signaux quantiques et classiques dans les mêmes fibres, ce qui engendre d’importants défis techniques.
Dans un réseau hybride, seuls quelques photons quantiques circulent dans la fibre, parmi les millions de photons transportant les signaux classiques. Ces photons rares, porteurs des clés de chiffrement, sont extrêmement sensibles : ils risquent d’être « noyés » dans le bruit optique ou d’interférer avec les autres canaux.
C’est là qu’intervient l’expertise de l’ÉTS. L’équipe de Christine Tremblay, spécialiste en communications optiques, et celle de Kim Khoa Nguyen, expert en réseaux définis par logiciel (SDN), développent un banc d’essai hybride classique-quantique permettant d’expérimenter différents scénarios de coexistence. Sur ce banc de test, la coexistence de signaux quantiques et classiques est expérimentée en ajustant divers paramètres : allocation des canaux, choix des fréquences, architecture des nœuds et partage des ressources réseau, entre autres.
Une infrastructure unique au Canada
Kim Khoa Nguyen, professeur à l’ÉTS
L'ÉTS dispose d’un réseau interne de plus de 2500 km de fibres optiques, capable de se connecter à des réseaux externes au besoin. Cette infrastructure constitue un véritable terrain d’expérimentation pour tester la coexistence des signaux. Les chercheurs pourront y évaluer la qualité des photons quantiques récupérés, la vitesse d’échange des clés et le débit des canaux classiques.
Les premiers essais effectués sont prometteurs : une liaison à 800 Gbits/s intégrant un canal quantique a déjà été réalisée en point à point, démontrant la faisabilité du concept.
Les chercheurs travailleront d’abord avec des équipements commerciaux offerts sur le marché, afin de réaliser les premiers tests et établir des points de comparaison. Par la suite, les technologies quantiques développées par l’équipe du projet QUALITY seront intégrées à ce banc expérimental pour en évaluer les performances en comparaison avec les solutions existantes.
Un écosystème collaboratif
Le projet QUALITY s’inscrit dans un écosystème plus large qui mise sur la collaboration et le partage d’expertise. Notons l’Institut en sciences et génie quantique de l’ÉTS, qui regroupe des chercheurs explorant les applications pratiques des technologies quantiques, ainsi que Numana, l’organisation à l’origine du banc d’essai KIRQ. Ce banc d’essai offre aux entreprises un environnement pour tester et valider leurs innovations en matière de télécommunications et de cybersécurité quantique.
Former les ingénieurs des réseaux du futur
Ce projet constitue également un terrain d’apprentissage exceptionnel pour les étudiants. Ils y acquièrent une double compétence : la maîtrise des réseaux optiques classiques et celle des communications quantiques. Lorsqu’elles seront matures, les solutions mises au point au sein de QUALITY fourniront aux opérateurs de télécom des recettes concrètes pour adapter leurs infrastructures aux futures exigences de sécurité.
L’intelligence artificielle à la rescousse
Enfin, l’équipe de l’ÉTS explore aussi le recours à l’intelligence artificielle pour optimiser l’allocation des ressources dans ces réseaux hybrides complexes. Devant la multitude de variables à ajuster — débits, fréquences, qualité des photons, stabilité des liens —, l’IA pourrait jouer un rôle clé pour rendre la coexistence des signaux quantiques et classiques non seulement possible, mais aussi efficace.
