Amplían a 700 kilómetros el alcance del envío confidencial de datos con criptografía cuántica

Un investigador de la Universidad de Vigo y otros cuatro de Toronto han demostrado que con la tecnología actual es posible duplicar, hasta los 700 kilómetros, la distancia máxima de transmisión de datos que permite la criptografía cuántica, una técnica que proporciona una seguridad incondicional.

El investigador de la Universidad de Vigo es Marcos Curty, profesor del departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones, y los cuatro investigadores de la Universidad de Toronto son Xiaoqing Zhong, Jianyong Hu, Li Qian y Hoy-Kwong, y su hallazgo supone un avance hacia el internet cuántico global.

Cada día se trasmite una enorme información confidencial protegida con una serie de problemas matemáticos que habría que resolver para acceder a ella, algo cada vez menos complejo para los cada vez más potentes ordenadores. Eso no sucede así con la criptografía cuántica, una técnica que codifica la información en pulsos ópticos y que es completamente indescifrable.

Sin embargo, la criptografía cuántica tiene, de momento, una limitación: la distancia máxima que se puede conseguir, que hasta ahora se pensaba que se situaba entre los 300 y los 400 kilómetros, pero que el experimento llevado a cabo por estos investigadores demostró que se puede situar en los 700.

"La criptografía cuántica basa su seguridad en leyes fundamentales de la física y es, por lo tanto, inmune a cualquier avance computacional", explica Curty al diario digital de la Universidad de Vigo.

Se trata de una técnica que codifica la información en pulsos ópticos muy atenuados, que contienen en promedio un fotón por pulso y se propagan por fibras ópticas garantizando "una confidencialidad absoluta" de la información, según Curty.

Su principal limitación se debe, precisamente, a las pérdidas de transmisión a través de esta fibras que hacen que, a mayores distancias, disminuya la llamada tasa de clave de la información. De tal modo que con la tecnología actual se necesitarían cerca de cien años para lograr transmitir un fotón con éxito a una distancia de mil kilómetros.

Así, se consideraba que ese límite entre 300 y 400 kilómetros no se podía superar sin el uso de repetidores cuánticos que requieren de una tecnología no disponible actualmente, o de comunicaciones vía satélite.

Ante esto, Curty y sus colegas desarrollaron una propuesta teórica, publicada en la revista Physical Review Letters de la Sociedad Americana de Física, en la que formulan un protocolo cuántico que permitiría leer una buena tasa de clave a distancias mucho más elevadas.

La idea de esta propuesta, explica Curty, reside en que los fotones no tengan que viajar todo el camino desde el transmisor hasta el receptor, sino únicamente la mitad.

De este modo, la principal dificultad técnica residía en conseguir que fotones generados por láseres independientes y transmitidos por fibras ópticas distintas tengan la misma fase y puedan interferir cuánticamente.

Tras demostrar teóricamente que ésta era una opción viable, llevaron a cabo un experimento en la universidad canadiense en la que se superaba esa dificultad con una técnica de autocompensado óptico.

"Se trata de un paso esencial" para lograr entender la aplicabilidad de estas técnicas en las redes de comunicación actuales, así como para desarrollar el futuro internet cuántico global, concluye Curty.