11 de septiembre de 2019
11.09.2019

Un vigués rompe los límites de la criptografía cuántica

El profesor Marcos Curty y dos investigadores de Toronto demuestran que es posible duplicar las distancias de transmisión de fotones

11.09.2019 | 12:14
El investigador Marcos Curty. // Duvi

La protección de la información es un servicio fundamental para nuestra sociedad. Cada vez que realizamos una compra online con nuestra tarjeta de crédito, empleamos banca electrónica, o transmitimos datos confidenciales, nos enfrentamos a este problema. Las técnicas de cifrado convencionales, ampliamente empleadas en internet hoy, basan su seguridad en la dificultad de resolver ciertos problemas matemáticos. El rápido avance de nuestra capacidad de cálculo, con ordenadores cada vez más potentes, pone sin embargo en claro riesgo la seguridad de estas técnicas.

La criptografía cuántica, por el contrario, basa su seguridad en leyes fundamentales de la física. Y es, por tanto, inmune a cualquier avance
computacional. O, dicho de otro modo, proporciona seguridad incondicional. Para ello, codifica la información en pulsos ópticos muy atenuados, que contienen en promedio un fotón por pulso, y se propagan por fibras ópticas.

Pese a las claras ventajas de la criptografía cuántica en términos de seguridad, también tiene limitaciones. Éstas son debidas principalmente a las pérdidas de transmisión en las fibras ópticas. Por ejemplo, con tecnología actual, se necesitarían cerca de 100 años para lograr transmitir un fotón con éxito a una distancia de 1000 km. En la práctica, esto implica que la distancia máxima de transmisión de los sistemas de criptografía cuántica actuales está limitada a unos 300-400 km. Es más, se pensaba que estos límites no podían ser sobrepasados sin el empleo de repetidores cuánticos, que desafortunadamente requieren de una tecnología no disponible actualmente, o comunicaciones cuánticas vía satélite.

Pues bien, en un reciente experimento realizado en la Universidad de Toronto (Canadá), en colaboración con el profesor Marcos Curty del
departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones de la Universidad de Vigo, se ha demostrado que estas conjeturas están equivocadas, y es posible romper estos límites, y conseguir doblar las distancias de transmisión de la criptografía cuántica con tecnología actual hasta unos 600-700 km.

Se trata de un paso esencial para lograr extender la aplicabilidad de estas técnicas en las redes de comunicaciones actuales, así como para desarrollar el futuro Internet cuántico global. Estos resultados han sido publicados recientemente en la prestigiosa revista Physical Review Letters de la Sociedad Americana de Física, y el artículo ha sido distinguido como "Sugerencia del Editor", lo que solo sucede con el 10-15% de los publicados en esa revista.

El sistema está basado en una propuesta teórica publicada este año en Nature por el profesor Marcos Curty en colaboración con los investigadores Hoi-Kwong Lo, de la Universidad de Toronto, y Koji Azuma, de la empresa de telecomunicaciones japonesa NTT. La idea esencial reside en que los fotones no tengan que viajar todo el camino desde el transmisor hasta el receptor, sino únicamente la mitad del camino. La principal dificultad técnica reside en conseguir que fotones generados por láseres independientes, y transmitidos por fibras ópticas distintas, tengan la misma fase y puedan interferir cuánticamente. En el experimento publicado en Physical Review Letters este obstáculo se ha superado con una sencilla técnica de autocompensado óptico.

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