La comunicación cuántica, la más segura, y entre continentes, ya está aquí

La comunicación basada en claves de distribución cuántica permitirá, algún día, que todos hablemos de forma ultrasegura. Los primeros pasos para ello ya están dados. ¿Qué nos queda para verlo?

La comunicación a distancia entre seres humanos es algo que hay que proteger a toda cosa. Nuestra privacidad, a día de hoy, es un bien escaso y constantemente atacado. Especialmente con el crecimiento de los medios digitales donde comunicarse, y el espionaje, son cada vez más fáciles. Hace un tiempo os contamos que ya están aquí los primeros intentos de asegurar la privacidad de una vez por todas, gracias a la tecnología cuántica. Hoy hemos visto que la mitad de ese camino ya está recorrido.

Los primeros mensajes intercontinentales cifrados

En un reciente estudio, un equipo de científicos de la Academia de Ciencias de China, dirigido por el profesor Jian-Wei Pan, demostraba la posibilidad de usar una clave de encriptación cuántica para realizar una comunicación completamente segura. Aunque no es la primera vez que se realizan pruebas en este sentido, en esta ocasión el equipo ha puesto a prueba la posibilidad de llevar este sistema a las redes comerciales.

Durante diez años, el equipo de Pan trabajó con la Universidad de Viena para probar las posibilidades que ofrece la encriptación basada en las propiedades cuánticas de la materia. En octubre del año pasado, el equipo demostró la posibilidad de realizar una videoconferencia entre China y Viena usando estas características. Este es solootro hito en su camino hacia las conexiones seguras.

Ahora, los investigadores han conseguido combinar el trabajo de este satélite con el de las redes de fibra óptica metropolitanas multinodo de Pekín. Unida a Xinglong y al resto de estaciones, que se encuentran separadas a más de 7.600 Km, esta se convierte en la red cuántica más grande hasta la fecha. De hecho, es el mejor ejemplo de red de comunicación basada en la seguridad cuántica intercontinental. Y puede que también el de una nueva era en la comunicación moderna.

Clave de distribución cuántica

Para que esta red funcione los investigadores llevan años trabajando con un método para crear “claves” de codificación ultraseguras. Estas son conocidas como claves de distribución cuántica, o QKD, por sus siglas en inglés.

Mientras que la criptografía de clave pública tradicional se basa en la incapacidad de un ordenador de romper su seguridad mediante el cálculo, la clave de distribución cuántica utiliza fotones (cuantos de luz individuales) en lo que se conoce como estados de superposición cuántica para garantizar la seguridad incondicional.

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Este sistema se basa, como vemos, en las inquietantes propiedades de los sistemas cuánticos, como el entrelazamientoun fenómeno que “asustó” al mismísimo Einstein cuando lo predijo en sus formulaciones. Pero el desarrollo de esta QKD no habría sido suficiente para alcanzar el éxito de una omunicación entre continentes.

Desde el espacio a tierra

Una de las claves en el desarrollo de este sistema es, sin duda, la puesta en escena de Micius (o Mozi), el satélite capaz de realizar la comunicación decodificando la clave cuántica. Esto requiere de un apartado técnico impresionante, ya que no se puede transmitir información de manera tradicional, sino usando una tecnología en desarrollo.

Algunos de los problemas a tratar son puramente físicos: la pérdida de señal a través de redes de miles de kilómetros ha de ser resuelta. Por otro lado, también existen problemas de origen cuántico, como la decoherencia, lo que implica que hay que trabajar con un hardware especial y con una precisión inaudita.

lanzamiento de Micius

Pero, en definitiva, el equipo de Pan ha demostrado que se puede hacer. De hecho, como ya os contamos, consiguieron mantener una conversación entre Pekín y Viena de 75 minutos empleando el protocolo Advanced Encryption Standard (AES), con dos Gigabytes de información transmitida de forma completamente segura.

El usar un satélite como Micius, como explicábamos, es la clave para poder permitir una comunicación entre continentes. Y es que la transmisión de información puede verse distorsionada por la distancia, pero gracias al satélite el envío de señales puede realizarse sin pérdidas, limitando la repetición de la señal a cientos de kilómetros en vez de a miles.

Una nueva era de la comunicación

Con este paso, los investigadores ya han asentado muchas de las bases necesarias para revolucionar por completo la era de la comunicación. Al menos en cuanto a la seguridad se refiere. Y es que han desarrollado, en primer lugar, la clave cuántica para hacer las transmisiones seguras. En segundo, han conseguido transmitirlas a través de redes de fibra óptica (ya disponibles).

En tercer lugar, han conseguido solventar el problema de la pérdida de señal y de coherencia, poniendo un satélite en órbita que demuestra la validez de la tecnología. Por último, como muestra el reciente estudio, han logrado integrar todo el sistema de comunicación intercontinental.

Medir fotones y qubits: Primeros pasos hacia el ordenador cuántico

¿Qué falta para contar con una red cuántica global a larga distancia? En realidad, muy poco. Tras la videoconferencia del pasado año, parece que el paso siguiente sería escalar la tecnología y disponerla de forma comercial. Y al paso al que se están desarrollando las aplicaciones, parece que no tardaremos mucho en ver este proceso hecho realidad.

¿Estamos ante una verdadera revolución en el mundo de la comunicación? Probablemente sí. ¿Hablamos de una seguridad completamente segura? Este aspecto es más complejo de dilucidar, pero lo que está claro es que jamás hemos asistido a ningún sistema más seguro que el que proponen los investigadores. No porque lo digan ellos, sino porque se basa en fenómenos que son, intrínsecamente, inescrutables.

Fuente | Hipertextual

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