Hologrammes métasurfaces inviolables : une technologie de sécurité permet de verrouiller les informations grâce à la couleur et à la distance.
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Une équipe de recherche dirigée par le professeur Junsuk Rho de l'université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH) a mis au point une plateforme holographique sécurisée fonctionnant uniquement grâce à la longueur d'onde de la lumière et à l'espacement entre les couches de la métasurface. Cette technologie rend le piratage et la contrefaçon pratiquement impossibles et devrait être largement adoptée pour les cartes de sécurité, la lutte contre la contrefaçon et les communications militaires. L'article est publié dans la revue Advanced Functional Materials .
Face à la multiplication des piratages et des violations de données, les limites de la sécurité numérique apparaissent de plus en plus clairement. Aussi sophistiqué soit un système de chiffrement, tant qu'il se présente sous forme de code, il est difficile d'éliminer totalement le risque d'intrusion. Motivée par ce constat, l'équipe a proposé une nouvelle approche qui utilise les propriétés physiques de la lumière elle-même comme clé de sécurité.
Au cœur de cette innovation se trouve la « métasurface », un dispositif optique ultra-mince qui agence des structures microscopiques pour contrôler la lumière. En illuminant une métasurface, une image holographique peut être reconstruite dans l'espace libre. Cependant, les hologrammes conventionnels étaient généralement limités, car un seul dispositif ne pouvait stocker qu'une seule information.
Pour pallier cette limitation, les chercheurs ont conçu un « réseau neuronal profond diffractif modulaire », appliquant des concepts issus des réseaux neuronaux artificiels aux structures optiques. Dans cette architecture, la propagation et l'interférence de la lumière effectuent des calculs de manière autonome, permettant ainsi le traitement de l'information par la seule lumière, sans alimentation électrique ni puces électroniques.
Crédit : Advanced Functional Materials (2025). DOI : 10.1002/adfm.202523309
Chaque métasurface fonctionne comme une couche du réseau neuronal, et l'équipe a entraîné le système de manière à ce que des résultats totalement différents apparaissent selon que les couches sont utilisées individuellement ou combinées. Par exemple, l'éclairage de la métasurface avec une longueur d'onde spécifique permet de reconstruire un hologramme d'identification, tandis qu'une longueur d'onde différente produit une image complètement différente. Une autre couche pourrait reconstruire les informations d'un code QR. En d'autres termes, chaque couche stocke indépendamment des informations distinctes.
Le véritable potentiel de cette technologie se révèle lorsque deux métasurfaces ou plus sont combinées. Lorsque deux couches sont positionnées à une distance précise et éclairées par une longueur d'onde spécifique, un hologramme crypté – correspondant à un mot de passe – apparaît. Si la longueur d'onde ou l'espacement entre les couches s'écarte, même légèrement, l'information reste cachée. Ainsi, la couleur de la lumière et la distance entre les couches fonctionnent comme un « mot de passe physique ».
En théorie, il est à noter que lorsque le nombre de longueurs d'onde (m) et le nombre de couches de métasurface (N) augmentent, le nombre de canaux d'information croît exponentiellement selon m(2ⁿ−1). Cela suggère que les niveaux de sécurité et les combinaisons d'informations réalisables au sein d'un seul dispositif peuvent être étendus pratiquement sans limite.
L'équipe prévoit que cette technologie trouvera des applications dans les étiquettes anti-contrefaçon pour les cartes d'identité et les passeports, la sécurisation des documents militaires et diplomatiques, ainsi que dans les communications optiques de nouvelle génération. « En exploitant les propriétés physiques de la lumière comme clé de sécurité, cette étude pourrait transformer en profondeur le paradigme de la sécurité numérique conventionnelle », a déclaré le professeur Rho. « À mesure que les technologies numériques progressent, nos résultats démontrent que la sécurité physique peut, à terme, constituer la solution la plus efficace. »
https://www.postech.ac.kr/eng/research/research_results.do?mode=view&articleNo=44285