Investigadores chinos han usado la comunicación cuántica para intercambiar una "clave secreta" destinada a descifrar mensajes, que se ha enviado desde un satélite a dos puntos en la Tierra separados por 1.120 kilómetros, lo que supone pulverizar la distancia máxima lograda hasta ahora.

El estudio, que publica hoy Nature y firman investigadores del Laboratorio Nacional Hefei de Ciencia Física de China, establece un método que no solo aumenta diez veces la transmisión terrestre, sino que "aumenta la seguridad práctica del sistema de distribución de claves cuánticas a un nivel si precedentes", dicen los autores.

La transmisión de esa clave secreta se ha realizado desde el satélite Micius hasta dos observatorios en Tierra, los de Delingha y Nanshan, en China. Para ello, han usado la distribución de claves basadas en el entrelazamiento cuántico, una característica del mundo cuántico -el de las partículas subatómicas- que tiene peculiaridades que no pueden observarse fuera de él, pero que influye en nuestro mundo.

Entrelazamiento cuántico

El uso de esta técnica permite crear, en teoría, un medio superseguro de comunicación, pues por las características del entrelazamiento, cuando este se intenta observar se rompe y el mensaje se pierde.

Los intentos anteriores de distribuir de forma directa estas claves cuánticas entre dos usuarios en la Tierra y en condiciones reales fuera del laboratorio han alcanzado distancias de solo cien kilómetros, frente a los 1.120 del actual experimento. Los científicos han empleado fotones para poner en marcha esta comunicación cuántica que permite distribuir de forma segura la clave secreta para poder intercambiar mensajes cifrados.

Hasta ahora, no se había logrado superar los cien kilómetros de transmisión debido a las "pérdidas de fotones" que aumentan rápidamente con la distancia. El uso de "repetidores" permite aumentar la distancia de transmisión y evitar así la pérdida de fotones, pero por el contrario introduce riesgos de seguridad.

Para evitar el uso de repetidores y con ello las brechas de seguridad en la comunicación, Jian-Wei del Laboratorio Hefei y su equipo emplearon el satélite chino Micius, lanzado en 2016 y equipado con herramientas cuánticas. Gracias a este satélite se puede establecer un enlace seguro entre las dos estaciones terrestres a través del uso de fotones entrelazados.

Estaciones separadas por kilómetros

El satélite transmite los fotones cuando pasa por encima de las dos estaciones diseñadas para recibir estas señales cuánticas y separadas por 1.120 kilómetros. Aunque la distribución de entrelazamientos cuánticos por satélite ya se había conseguido anteriormente, los autores "han aumentado su eficiencia de transmisión y han reducido las tasas de error lo suficiente" como para utilizarlos para transmitir claves cuánticas, indica Nature.

Además, los autores destacan que "el sistema produce un canal seguro que es resistente a los ataques, resultados que abren un camino hacia las redes cuánticas globales basadas en el entrelazamiento".