Autor principal, Phil Sibson en el laboratorio. Crédito:Universidad de Bristol
Los mensajes codificados e indescifrables son la columna vertebral de Internet tal como la conocemos.
La criptografía compleja protege nuestras cuentas bancarias e identidades del fraude, permitiéndonos comprar y vender en línea de manera segura sin tener que abandonar la comodidad de nuestras salas de estar.
Pero la posible introducción de computadoras cuánticas ultrapotentes hace que nuestra información personal sea vulnerable a ataques directos.
Ahora, los investigadores de los laboratorios de tecnología de ingeniería cuántica de la Universidad de Bristol (QETLabs) han desarrollado pequeños circuitos de microchip que explotan el extraño mundo de la mecánica cuántica y proporcionan un nivel de seguridad mejorado por las leyes de la física cuántica.
Estos dispositivos distribuyen claves criptográficas utilizando las propiedades cuánticas del entrelazamiento, superposición y la aleatoriedad absoluta proporcionada por el comportamiento cuántico, que no es reproducible por ningún otro medio.
El investigador principal, el profesor Mark Thompson, dijo:"El sistema que hemos desarrollado permite intercambiar información utilizando fotones individuales de luz en un estado cuántico.
"Si un fisgón piratea tu transmisión, colapsarán los frágiles estados cuánticos y el sistema lo alertará inmediatamente de su presencia y terminará la transmisión ".
Procesamiento de silicio:distribución de claves cuánticas entre chips de silicio. Crédito:Universidad de Bristol
Este trabajo, publicado en la edición de febrero de Comunicaciones de la naturaleza , ha demostrado el primer sistema de comunicación seguro cuántico de chip a chip del mundo, utilizando circuitos de microchip de unos pocos milímetros de tamaño.
Esta colaboración internacional, incluidos investigadores de Bristol, Glasgow y NiCT en Japón, utilizaron fabricantes de chips de semiconductores comerciales para fabricar sus dispositivos, de la misma manera que el patrón de silicio de Intel para fabricar las últimas unidades de procesamiento central (CPU).
Sin embargo, en lugar de usar electricidad, estos dispositivos miniaturizados usaban luz para codificar información al nivel de un solo fotón, proporcionando claves de cifrado con una vida útil ilimitada.
Autor principal Philip Sibson, agregó:"Nuestra investigación abre el camino a muchas aplicaciones que tienen, hasta ahora, sido inviable.
"La tecnología está miniaturizada para dispositivos de mano, tiene una funcionalidad mejorada para redes de telecomunicaciones, y emplea una fabricación rentable para implementar de manera viable la tecnología de distribución de claves cuánticas en el hogar ".
El equipo de Bristol ha seguido desarrollando esta tecnología, demostrando un diseño innovador que permite la misma funcionalidad en un proceso complementario compatible con semiconductores de óxido de metal (CMOS), que aparece en la edición de febrero de Optica .
Procesamiento basado en chip:transmisor QKD de fosfuro de indio. Crédito:Universidad de Bristol
Si bien los primeros dispositivos utilizaron un enfoque de fabricación más caro y complejo, estos dispositivos de próxima generación están fabricados en silicio estándar, allanando el camino para la integración directa con circuitos microelectrónicos.
En última instancia, esto conducirá a la integración en los dispositivos eléctricos de todos los días, como computadoras portátiles y teléfonos móviles.
El Dr. Chris Erven explicó:"Como parte del Centro de Comunicaciones Cuánticas del Reino Unido, estamos en el proceso de implementar estos dispositivos en todo el corazón de la red de fibra óptica de la ciudad de Bristol, permitiéndonos probar estos sistemas de comunicaciones ultraseguros en escenarios del mundo real ".
