BTQ et QPerfect publient une conception au niveau des portes pour des signatures quantiques à usage unique

Des chercheurs de BTQ Technologies et de sa filiale française QPerfect ont publié un circuit quantique explicite pour une « signature à usage unique » (one-shot signature), une clé cryptographique capable de signer exactement un message avant de devenir inutilisable. L’article, A quantum algorithm for one-shot signatures, fournit les nombres de qubits et de portes du schéma et a été accepté pour publication à ACM PQQS 2026, selon sa fiche arXiv.

Ce qui a été annoncé

Dans un schéma de signature numérique classique, la clé secrète est une chaîne de bits que l’on peut copier et réutiliser indéfiniment. Le billet explicatif de QPerfect illustre le problème par la délégation : si Alice veut que Bob approuve en son nom une seule mise à jour logicielle d’urgence, lui confier sa clé lui donne un pouvoir illimité, et un registre public consignant l’usage de la clé peut être falsifié. Une signature à usage unique remplace la clé secrète classique par un état quantique. Signer un message impose de mesurer cet état, ce qui le détruit, et le théorème de non-clonage empêche d’en faire une copie de secours au préalable.

L’idée a été introduite par Ryan Amos, Marios Georgiou, Aggelos Kiayias et Mark Zhandry en 2020, rappelle QPerfect. Le nouvel article la fait passer de la théorie à des instructions quantiques concrètes.

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Les détails techniques

Le schéma comporte deux étapes. La génération de clés produit une clé publique classique et une clé secrète quantique ; la signature traite cette clé quantique avec un message pour produire une signature classique, qu’un ordinateur ordinaire peut vérifier. L’article affirme que la construction ne comporte aucune erreur algorithmique. Elle prépare une superposition sur les éléments d’une classe latérale affine aléatoire déterminée par une fonction pseudo-aléatoire perforable, ainsi qu’un circuit qui teste l’appartenance à cette classe.

Selon le résumé, le nombre de qubits logiques évolue en Θ(κ log r + n + l) et la complexité en portes en Θ(n³ + nl), où l est la longueur du message et κ le paramètre de sécurité. Quantum Computing Report indique que les signatures d’un seul bit nécessitent entre 206 et 2 438 qubits logiques selon les paramètres de sécurité étudiés, et que les circuits ont été validés avec l’émulateur MIMIQ de QPerfect.

Pourquoi c’est important

Une clé dont l’usage unique est garanti par la physique, et non par la confiance ou le consensus, pourrait servir à la signature déléguée, au transfert sécurisé de jetons et à l’aléa vérifiable publiquement, les applications citées par les auteurs. QCR note que conserver la clé quantique jusqu’à son utilisation favorise le matériel à longs temps de cohérence, comme les processeurs à atomes neutres.

À surveiller

Les auteurs précisent qu’il s’agit de chiffres avant obfuscation : une version sécurisée exige encore une génération de clés modifiée et une preuve de sécurité pour la construction obfusquée. QCR ajoute que protéger entièrement la génération de clés contre la manipulation malveillante des états d’entrée dépendra de progrès futurs en obfuscation quantique. Le nombre de qubits logiques requis place aussi un déploiement pratique hors de portée du matériel actuel.