Los investigadores Carlos Antón y Juan V. Vidal realizando pruebas en el laboratorio de Física de Materiales de la Universidad Autónoma de Madrid.
Investigadores españoles aplican la cuántica para emitir mensajes blindados en situaciones de emergencia
- El proyecto se prolongará hasta junio de 2027, aunque la fuente de fotones individuales ultra-eficiente estará lista a finales de 2025.
- Más información: Galicia abre por fin el ordenador cuántico con mayor potencia del sur de Europa al ecosistema I+D+I
Una de las aplicaciones de la física cuántica es el cifrado de mensajes para sistemas de comunicación que requieran un blindaje total y que sean transmitidos a través del aire en situaciones de emergencia, por ejemplo ante desastres naturales, o entre vehículos autónomos, drones o aeronaves. Este es el objetivo de COMPHORT, un proyecto de colaboración internacional liderado desde el Departamento de Física de Materiales de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI).
Esta iniciativa, que se enmarca dentro de la convocatoria de proyectos de investigación transnacionales sobre tecnologías cuánticas en el marco de la red europea ERANET QuantERA, está dirigida por Carlos Antón y persigue crear un dispositivo para emitir fotones individuales de manera eficiente, sencilla y que funcione a temperatura ambiente. "Nuestro objetivo es crear un sistema de comunicación sólido, fiable y eficaz para poder ser empleado en situaciones donde la comunicación requiere seguridad incondicional", destaca.
Antón explica que, generalmente, los dispositivos cuánticos deben enfriarse a temperaturas inferiores a las de las profundidades del espacio, lo que es "complicado y caro", por lo que lograr un sistema de comunicación que sea operable en condiciones menos extremas será "un hito".
"Nuestra idea es usar estos fotones individuales en protocolos de comunicación cuántica en los que se puede cifrar un mensaje de forma segura, ya que un 'fotón único' no se puede dividir en dos fotones ni se puede copiar o clonar", señala. "Estos fotones únicos serán generados por un 'emisor cuántico' en un material especial (defectos en nitruro de boro hexagonal) que funciona perfectamente a temperatura ambiente".
En concreto, según cuenta el coordinador de esta iniciativa, el plan consiste en insertar estos emisores cuánticos en una "trampa para la luz", es decir, una cavidad óptica. "Se puede pensar en ella como en dos espejos paralelos, donde los fotones rebotan de un lado a otro, interactuando con el emisor cuántico, lo que hace que la generación de un solo fotón a partir del emisor sea mucho más eficiente y rápida", compara Antón. Así, este dispositivo "cavidad-emisor" constituye "una fuente de fotón único super-brillante".
"Queremos que este dispositivo de fotón único sea fácil de usar, por eso planeamos excitar el emisor cuántico con pulsos eléctricos, en lugar de con láseres, ya que estos suelen ser frágiles, voluminosos y caros", añade.
Pruebas en Berlín
Con el objetivo de probar el funcionamiento de sus avances, el equipo internacional de investigadores ha anunciado que probará el envío de mensajes seguros (codificados en la polarización de los fotones individuales emitidos) a través del aire en el centro de Berlín. Así, el consorcio utilizará un enlace de comunicación óptica en espacio libre que abarca distancias de hasta 750 metros para transmisión de fotones individuales entre dos nodos en pleno corazón de la ciudad alemana para demostrar la viabilidad de esta tecnología.
"COMPHORT no sólo pone a prueba la robustez de la Distribución Cuántica de Claves (QKD, por sus siglas en inglés) en condiciones urbanas, sino que también subraya su adaptabilidad en escenarios dinámicos y desafiantes", apunta.
El proyecto, en el que participan investigadores de España, Alemania, Turquía y Reino Unido y empresas de Alemania y Turquía, comenzó en julio de este año y se prolongará hasta junio de 2027. La fuente de fotones individuales ultra-eficiente, operada a temperatura ambiente, estará lista a finales de 2025, según avanzan sus impulsores.
