Cette thèse s’inscrit dans l’effort international pour construire des réseaux quantiques utilisables par tous. Nous essayons de souligner les problématiques importantes ainsi que les paramètres expérimentaux pouvant être bloquants. Nous explorons différents aspects des réseaux quantiques en vue d’aider la communauté internationale à construire l’Internet quantique. Après avoir introduit certaines notions de base d’informatique quantique pour la compréhension de la suite, nous définissons l’Internet quantique, dégageons les principales problématiques et enjeux. Puis, nous nous penchons sur une série de protocoles, bipartites et multipartites, que nous explicitons. Ensuite, nous étudions la sécurité composable d’un protocole réseau de vérification d’intrication multipartite, utilisé comme bloc de base par de nombreux autres protocoles. Dans le chapitre suivant, nous simulons et analysons différents protocoles de répéteurs quantiques permettant de lier deux nœuds du réseau à grande distance. Ces répéteurs utilisent un défaut dans la structure cristalline du diamant, que nous modélisons. Enfin, les deux derniers chapitres sont dédiés à la construction et à la simulation d’une architecture de réseau quantique transnational qui minimise la quantité de matériel nécessaire pour les utilisateurs du réseau. Nous étudions d’abord un réseau métropolitain, dont nous simulons une instance dans un contexte parisien. Nous exposons les paramètres expérimentaux ainsi que les performances actuelles. Ensuite nous étudions la possibilité d’établir une connexion entre différentes villes quantiques distantes de plusieurs centaines de kilomètres à l’aide de satellites.