Toshiba y la Tohoku Medical Megabank Organization de la Universidad de Tohoku han aplicado con éxito tecnologías de comunicaciones criptográficas cuánticas de alta velocidad desarrolladas en Toshiba y el Laboratorio de Investigación de Cambridge de Toshiba Research Europe para lograr la primera comunicación de criptografía cuántica del mundo a velocidades de distribución de claves promedio de un mes que superan los 10 Mbps. sobre líneas de fibra óptica instaladas.

Las empresas construyeron una aplicación para la transmisión de datos a través de líneas de fibra óptica, que cuando se combina con tecnologías de comunicaciones de criptografía cuántica de alta velocidad demostraron velocidades prácticas de distribución de claves incluso en un entorno del mundo real. Además, las empresas construyeron y operaron una red de sensores inalámbricos que monitorea continuamente las líneas de fibra óptica instaladas, y aclaró las relaciones entre los cambios característicos de la fibra óptica debido a las variaciones meteorológicas durante todo el año, vibración, y otros factores y las características de rendimiento de las comunicaciones criptográficas cuánticas. Este es un avance significativo hacia la aplicación práctica de las comunicaciones de criptografía cuántica de alta velocidad. Los detalles de esta tecnología y la demostración se presentaron en QCrypt 2018, celebrada en Shanghai, China del 27 al 31 de agosto de 2018.

En la era actual de IoT, La información confidencial, como datos médicos y transacciones financieras, se intercambian a través de redes. por lo que las tecnologías de comunicaciones criptográficas requieren niveles muy altos de seguridad. En las comunicaciones de criptografía cuántica, un bit de información se transmite y se recibe como un solo fotón de luz. La escucha clandestina cambia el estado de los fotones y, por lo tanto, puede detectarse de forma fiable. Por lo tanto, se garantiza que las comunicaciones de criptografía cuántica son seguras contra cualquier interceptación y descifrado. incluido el de las computadoras cuánticas, y, por lo tanto, se espera que se introduzcan en aplicaciones de comunicación, como copias de seguridad de datos confidenciales y transmisiones de datos médicos, etc. Sin embargo, Las aplicaciones prácticas que incorporan la comunicación por criptografía cuántica requerirán el desarrollo de sistemas que incorporen la infraestructura de comunicaciones de datos existente utilizando líneas de fibra óptica. así como demostraciones de que tales sistemas pueden operar de manera estable durante largos períodos de tiempo.

En un proyecto de investigación conjunto, Toshiba y ToMMo han aplicado tecnologías de comunicaciones criptográficas cuánticas de alta velocidad desarrolladas en el Laboratorio de Investigación de Cambridge de Toshiba y Toshiba Research Europe para desarrollar un sistema que se ha introducido en aplicaciones que transmiten datos de análisis del genoma y para realizar experimentos de demostración de campo. En estos experimentos, Los dispositivos criptográficos cuánticos se introdujeron en el Centro de Análisis de Ciencias de la Vida de Toshiba (Minamiyoshinari, Aoba-ku, Sendai) y en ToMMo (Seiryo-machi, Aoba-ku, Sendai), y las comunicaciones se realizaron a través de líneas de fibra óptica instaladas dedicadas entre los sitios, una distancia de aproximadamente 7 km.

Las empresas también desarrollaron e incorporaron un sistema para administrar claves criptográficas distribuidas junto con un software de encriptación de datos que opera en coordinación con ese sistema. El sistema cifró y transmitió datos de análisis del genoma entre los dos sitios utilizando estas tecnologías de comunicaciones criptográficas cuánticas. El sistema estabilizó continuamente la velocidad de distribución de claves cuánticas y logró una tasa de distribución de claves promedio de 10,2 Mbps en operaciones continuas que duraron más de un mes. Esta es una primera demostración mundial de distribución de claves criptográficas cuánticas a velocidades superiores a 10 Mbps en un entorno del mundo real.

Es más, la introducción de una red de sensores inalámbricos en las líneas de fibra óptica instaladas antes mencionadas permitió medir las fluctuaciones ambientales externas a las comunicaciones, como las variaciones durante todo el año en la vibración de la fibra óptica debido a factores como el cambio de temperatura, lluvia, cubierta de nieve, viento fuerte, y terremotos, aclarando sus relaciones con el rendimiento de la comunicación de cifrado cuántico.

Toshiba continuará realizando pruebas de campo operativas y similares con el objetivo de aplicaciones prácticas de la tecnología de criptografía cuántica en varios campos y casos de uso. incluyendo médicos, financiero, e infraestructura de comunicaciones. ToMMo continuará promoviendo el uso de tecnologías TIC seguras y protegidas para realizar una atención médica futura basada en información genómica.