Transmisión cuántica segura a 100 km por método compatible con Internet

Investigadores daneses han distribuido con éxito una clave cuántica segura utilizando un método llamado distribución de clave cuántica variable continua (CV QKD). Los investigadores del DTU (Technical University of Denmark) lograron que el método funcionara en una distancia récord de 100 km, la más larga jamás alcanzada utilizando el método CV QKD. La ventaja del método es que se puede aplicar a la infraestructura de Internet existente, según los autores, cuyos resultados se publican en Science Advances. Las computadoras cuánticas amenazan los cifrados existentes basados en algoritmos, que actualmente protegen las transferencias de datos contra escuchas y vigilancia. Todavía no son lo suficientemente potentes como para romperlos, pero es cuestión de tiempo. Si una computadora cuántica logra descubrir los algoritmos más seguros, deja una puerta abierta a todos los datos conectados a través de Internet. Esto ha acelerado el desarrollo de un nuevo método de cifrado basado en los principios de la física cuántica. Pero para tener éxito, los investigadores deben superar uno de los desafíos de la mecánica cuántica: garantizar la coherencia en distancias más largas. Hasta ahora, la distribución continua de claves cuánticas variables ha funcionado mejor en distancias cortas. "Hemos logrado una amplia gama de mejoras, especialmente en lo que respecta a la pérdida de fotones en el camino. En este experimento, publicado en Science Advances, distribuimos de forma segura una clave cifrada cuántica a 100 kilómetros a través de un cable de fibra óptica. Esta es una distancia récord con este método", afirma Tobias Gehring, profesor asociado de la DTU, que junto con un grupo de investigadores de la DTU pretende poder distribuir información cifrada cuánticamente por todo el mundo a través de Internet. Cuando es necesario enviar datos de A a B, deben protegerse. El cifrado combina datos con una clave segura distribuida entre el remitente y el receptor para que ambos puedan acceder a los datos. Un tercero no debe poder descifrar la clave mientras se transmite; de lo contrario, el cifrado se verá comprometido. Por tanto, el intercambio de claves es esencial para cifrar datos. La distribución de claves cuánticas (QKD) es una tecnología avanzada en la que los investigadores están trabajando para intercambios cruciales. La tecnología asegura el intercambio de claves criptográficas mediante el uso de luz de partículas de mecánica cuántica llamadas fotones. Cuando un remitente envía información codificada en fotones, las propiedades mecánicas cuánticas de los fotones se explotan para crear una clave única para el remitente y el receptor. Los intentos de otros de medir u observar fotones en un estado cuántico cambiarán instantáneamente su estado. Por lo tanto, físicamente sólo es posible medir la luz perturbando la señal. "Es imposible hacer una copia de un estado cuántico, como cuando se hace una copia de una hoja A4; si lo intentas, será una copia inferior. Eso es lo que garantiza que no sea posible copiar la clave. Esto puede proteger infraestructuras críticas como los registros médicos y el sector financiero sean pirateadas", explica Gehring. La tecnología CV QKD se puede integrar en la infraestructura de Internet existente. "La ventaja de utilizar esta tecnología es que podemos construir un sistema que se parezca al que ya utiliza la comunicación óptica", agrega. La columna vertebral de Internet es la comunicación óptica. Funciona enviando datos a través de luz infrarroja que atraviesa fibras ópticas. Funcionan como guías de luz colocadas en cables, lo que garantiza que podamos enviar datos a todo el mundo. Los datos se pueden enviar más rápido y a distancias más largas a través de cables de fibra óptica, y las señales luminosas son menos susceptibles a las interferencias, lo que técnicamente se denomina ruido. "Es una tecnología estándar que se ha utilizado durante mucho tiempo. Por lo tanto, no es necesario inventar nada nuevo para poder utilizarla para distribuir claves cuánticas, y puede hacer que la implementación sea significativamente más barata. Y podemos operar a temperatura ambiente", explica Gehring. "Pero la tecnología CV QKD funciona mejor en distancias más cortas. Nuestra tarea es aumentar la distancia. Y los 100 kilómetros son un gran paso en la dirección correcta".