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miércoles, agosto 4, 2021

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El avance del Internet cuántico podría convertirse en el final de la piratería

El aumento del trabajo masivo desde casa ha hecho que muchas personas sean más conscientes de los riesgos de seguridad de enviar información confidencial a través de Internet. Lo mejor que la tecnología puede hacer en este momento es dificultar la interceptación y el pirateo de los mensajes, pero no hacerlo imposible.

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Lo que necesitamos es un nuevo tipo de internet: el Internet cuántico. En esta versión de la red global, los datos son seguros, las conexiones son privadas y esas preocupaciones sobre la interceptación de la información son cosa del pasado.

Un equipo de físicos cuánticos liderados por Siddarth Koduru Joshi, miembro de investigación en comunicación cuántica de la Universidad de Bristol, acaba de hacer un gran avance que hará posible una Internet cuántica al ampliar los conceptos detrás de ella utilizando la infraestructura de telecomunicaciones existente.

Según explica Joshi, la forma actual de proteger los datos en línea es cifrarlos mediante problemas matemáticos que son fáciles de resolver si se obtiene una “clave” digital para desbloquear ese cifrado, pero difíciles de resolver sin ella. Sin embargo, difícil no significa imposible y, con suficiente tiempo y potencia de computadora, los métodos actuales de cifrado pueden romperse.

La comunicación cuántica, por otro lado, crea claves utilizando partículas individuales de luz (fotones), de las que, de acuerdo con los principios de la física cuántica, es imposible hacer una copia exacta. Cualquier intento de copiar estas claves provocará inevitablemente errores que se pueden detectar. Esto significa que un hacker, no importa cuán inteligente o poderoso sea o qué tipo de supercomputadora posea, no puede replicar una clave cuántica o leer el mensaje que cifra.

Internet cuántico

Este concepto ya se ha demostrado en satélites y sobre cables de fibra óptica , y se utiliza para enviar mensajes seguros entre diferentes países. Entonces, ¿por qué no lo usamos ya en la vida cotidiana? El problema es que requiere tecnología costosa y especializada, lo cual no lo hace escalable actualmente.

Las técnicas de comunicación cuántica anteriores eran como pares de walkie talkies para niños. Necesita un par de teléfonos por cada par de usuarios que quieran comunicarse de forma segura. Entonces, si tres niños quieren hablar entre ellos, necesitarán tres pares de teléfonos (o seis walkie talkies) y cada niño debe tener dos de ellos. Si ocho niños quieren hablar entre ellos, necesitarían 56 walkie talkies.

Obviamente, no es práctico que alguien tenga un dispositivo separado para cada persona o sitio web con el que quiera comunicarse a través de Internet. Así que Joshi y su equipo de físicos cuánticos descubrieron una manera de conectar de forma segura a cada usuario con un solo dispositivo cada uno, más similar a los teléfonos que a los walkie talkies.

Cada walkie talkie actúa como transmisor y receptor para compartir las claves cuánticas que hacen que la comunicación sea segura. En el modelo de Joshi, los usuarios solo necesitan un receptor porque obtienen los fotones para generar sus claves desde un transmisor central.

Esto es posible gracias a otro principio de la física cuántica llamado “entrelazamiento”. Un fotón no se puede copiar exactamente, pero se puede entrelazar con otro fotón para que ambos se comporten de la misma manera cuando se miden, sin importar cuán separados estén, lo que Albert Einstein llamó “acción espeluznante a distancia”.

Internet cuántico experimental

Según señalan los expertos cuánticos en su investigación, cuando dos usuarios quieren comunicarse, el transmisor les envía un par de fotones entrelazados, una partícula para cada usuario. Así, los dispositivos de los usuarios realizan una serie de mediciones en estos fotones para crear una clave cuántica secreta compartida. Luego, pueden cifrar sus mensajes con esta clave y transferirlos de forma segura.

comunicación cuántica
La comunicación cuántica ahora es posible en todo el mundo, pero aún no es escalable.

Mediante el uso de multiplexación, una técnica de telecomunicaciones común de combinar o dividir señales, se pueden enviar de manera efectiva estos pares de fotones entrelazados a múltiples combinaciones de personas a la vez.

También es posible enviar muchas señales a cada usuario de manera que todas puedan ser decodificadas simultáneamente. De esta forma se han reemplazado efectivamente los pares de walkie talkies con un sistema más similar a una videollamada con múltiples participantes, en el que puede comunicarse con cada usuario de forma privada e independiente, así como todos a la vez.

Hasta ahora, los investigadores han probado este concepto conectando a ocho usuarios en una sola ciudad. Ahora están trabajando para mejorar la velocidad de su red e interconectar varias de estas redes. Algunos colaboradores ya han comenzado a utilizar esta red cuántica experimental como banco de pruebas para varias aplicaciones interesantes.

Joshi y el grupo de expertos esperan desarrollar redes cuánticas aún mejores basadas en esta tecnología con socios comerciales en los próximos años. Con innovaciones como esta, esperan presenciar el comienzo del Internet cuántico en los próximos diez años.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. La publicación contribuyó con el artículo a Expert Voices: Op-Ed & Insights de Live Science.
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