La seguridad absoluta que ofrecen las comunicaciones cuánticas

La seguridad absoluta que ofrecen las comunicaciones cuánticas

La teletransportación y la criptografía cuántica permiten soñar con la privacidad total en el intercambio de información, pero ¿que pasa si soñamos un poco mas allá?

Hace algunos días hablamos sobre los Qubits, la unidad fundamental de todas las tecnologías cuánticas que están por venir. En aquel artículo se tocó el tema de las comunicaciones cuánticas, las que serán infranqueables, por lo que son motivo de interés para gobiernos y grandes agencias alrededor del mundo.

Antes de explicar en detalle a qué se debe que sean absolutamente seguras, cabe mencionar la diferencia entre dos tecnologías que se están desarrollando: la teletransportación cuántica y la criptografía cuántica.

  • La teletransportación cuántica es el método por el cual Alicia y Bob intercambian información sin necesidad de un medio de comunicación. Ellos utilizan dos partículas entrelazadas que se separan mediante láser, las que por sus propiedades transfieren datos instantáneamente. Disponiendo Alicia de una y Bob de otra ocurre la magia.
  • La criptografía cuántica es el método por el cual se crean “contraseñas” que nadie excepto los usuarios predefinidos podrían conocer, imposibilitando intervenciones externas para averiguar mensajes secretos.

¿Por qué estas comunicaciones cuánticas son absolutamente seguras?

En el caso de la teletransportación cuántica es fácil entenderlo: si Alicia y Bob se comunican con esta tecnología es imposible intervenirlos, dado que no hay un medio por el cual pasa la información.

En el caso de la criptografía cuántica es un poco más complejo, pero no tanto: una de las características de las partículas cuánticas es que, cualquier interacción que se tenga con ellas (inclusive mirarlas y nada mas) cambia su estado inicial. Aprovechando esta característica, la criptografía cuántica lo que hace es crear “contraseñas” que dependen del estado de una partícula en un tiempo “T”. Después de crear las contraseñas, estas son entregadas a Alicia y Bob para que puedan enviar y recibir información y solo ellos poder abrirla. Si Carlos intentara averiguar la contraseña durante el proceso de su creación, la partícula cuántica cambiaría su estado inicial, por lo que cualquier contraseña enviada antes o durante el proceso de eavesdropping quedaría obsoleta.

Pero, ¿cómo obtienen el estado de una partícula cuántica si inclusive mirarla lo cambia? Bueno, se han diseñado técnicas mediante las cuales estas partículas se pueden manipular, aunque las condiciones actuales en las que se realiza esta tarea son muy complejas: deben estar aisladas de cualquier cosa que interactúe con ellas, por lo que se trabaja en cámaras de vacío a temperaturas solo unos grados superiores al cero absoluto. Posteriormente se utilizan láseres para obtener posición, spin y otras características de los qubits, los cuales no se ven afectados por esta tecnología óptica.

Pese a las dificultades técnicas que implican ambos métodos, se han logrado grandes avances durante este año (2013). La unión europea rompió el record de distancia de teletransportación de información, alcanzando los 143 kilómetros. Por otra parte, científicos de la universidad de Darmstadt en Alemania lograron detener totalmente la luz por un minuto, lo que permitiría, por ejemplo, poder crear puntos centrales para crear el primer internet cuántico (y decir adiós a NSA).

Por otra parte, en términos de criptografía cuántica, científicos lograron crear un sistema mediante el cual se podría utilizar esta tecnología en aplicaciones móviles, cambiando totalmente el juego y permitiendo que la seguridad absoluta llegase a las grandes masas. Pero más impresionante aun es lo que ha logrado Toshiba, pudiendo conectar hasta 64 usuarios en una red basada en criptografía cuántica.

Soñando con el futuro, y jugando a mezclar tecnologías para construir el mañana, ¿cómo se relacionan los fotones con las tecnologías cuánticas? Son la clave. Entonces, ¿Qué pasaría si el nuevo estado de la materia formado por moléculas fotónicas fuese utilizable en este sentido?, ¿Será el paso necesario entre la teletransportación de información y materia como tal?

 

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