Al convertir datos en partículas de luz y transmitirlas por todo el mundo mediante satélites, podríamos evitar que los mensajes cifrados sean interceptados por una potencia superpoderosa. computadora cuánticaafirman los científicos.
Actualmente, la tecnología de mensajería se basa en matemáticas o criptográfico, métodos de protección, incluido el cifrado de extremo a extremo. Esta tecnología se utiliza en WhatsApp, así como por corporaciones, el gobierno y el ejército, para proteger datos confidenciales contra la interceptación.
El cifrado funciona codificando datos o texto en lo que parece no tener sentido, utilizando un algoritmo y una clave que sólo el remitente y el destinatario pueden usar para desbloquear los datos. Estos algoritmos, en teoría, pueden descifrarse. Pero están diseñados para ser tan complejos que incluso las supercomputadoras más rápidas tardarían millones de años en traducir los datos a algo legible.
Computadoras cuánticas cambiar la ecuación. Aunque el campo es joven, los científicos predicen que este tipo de máquinas algún día serán lo suficientemente potentes como para romper fácilmente los algoritmos de cifrado. Esto se debe a que pueden procesar cálculos exponencialmente mayores en paralelo (dependiendo de cuántos qubits utilicen), mientras que las computadoras clásicas pueden procesar cálculos sólo en secuencia.
Temiendo que las computadoras cuánticas dejen obsoleto el cifrado algún día, los científicos están proponiendo nuevas tecnologías para proteger las comunicaciones confidenciales. Un campo, conocido como “criptografía cuántica”, implica la construcción de sistemas que puedan proteger los datos de las computadoras cuánticas que superan el cifrado.
A diferencia de la criptografía clásica, que se basa en algoritmos para codificar datos y mantenerlos seguros, la criptografía cuántica sería segura gracias a las extrañas peculiaridades de mecánica cuánticade acuerdo a IBM.
Por ejemplo, en un artículo publicado el 21 de enero en la revista Advanced Quantum Technologies, los científicos describen una misión llamada “Quick3”, que utiliza fotones – partículas de luz – para transmitir datos a través de un red satelital masiva.
“La seguridad se basará en que la información se codifique en partículas de luz individuales y luego se transmita”, Tobias Voglprofesor de ingeniería de sistemas de comunicación cuántica en TUM y coautor del artículo, dijo en un declaración. “Las leyes de la física no permiten extraer ni copiar esta información”.
Esto se debe a que el mismo acto de medir un sistema cuántico cambia su estado.
“Cuando se intercepta la información, las partículas de luz cambian sus características”, añadió. “Como podemos medir estos cambios de estado, cualquier intento de interceptar los datos transmitidos será reconocido inmediatamente, independientemente de los futuros avances tecnológicos”.
El desafío de lo tradicional Tierra-basado criptografía cuánticaSin embargo, la ventaja radica en la transmisión de datos a largas distancias, con un alcance máximo de sólo unos cientos de kilómetros, afirman los científicos del TUM en un comunicado. Esto se debe a que la luz tiende a dispersarse a medida que viaja y no existe una manera fácil de copiar o amplificar estas señales de luz a través de cables de fibra óptica.
Los científicos también han experimentado con el almacenamiento de claves de cifrado en partículas entrelazadas, lo que significa que los datos se comparten intrínsecamente entre dos partículas en el espacio y el tiempo, sin importar cuán separadas estén. A proyecto en 2020por ejemplo, demostró la “distribución de claves cuánticas” (QKD) entre dos estaciones terrestres separadas por 700 millas (1120 km).
Sin embargo, cuando se trata de transmitir fotones a altitudes superiores a 10 kilómetros (6 millas), la atmósfera es tan delgada que la luz no se dispersa ni se absorbe, por lo que las señales pueden extenderse a distancias más largas.
El sistema Quick3 involucraría todo el sistema para transmitir datos de esta manera, incluidos los componentes necesarios para construir el satélites. El equipo ya ha probado cada componente en la Tierra. El siguiente paso será probar el sistema en el espacio, con el lanzamiento del satélite previsto para 2025.
Probablemente necesitarán cientos, o quizás incluso miles, de satélites para un sistema de comunicaciones cuánticas en pleno funcionamiento, afirmó el equipo.