El cifrado cuántico que utiliza fotones individuales es una técnica prometedora para aumentar la seguridad de los sistemas de comunicación y las redes de datos. pero existen desafíos al aplicar el método a grandes distancias debido a las pérdidas de transmisión. El uso de amplificación óptica convencional no ayuda, ya que interrumpe el vínculo cuántico entre el emisor y el receptor. pero los físicos de Europa han encontrado una solución - la amplificación de fotones anunciada - y la han puesto a prueba.

El equipo, que incluye investigadores de la Universidad de Ginebra y la Universidad Tecnológica de Delft, ha demostrado la técnica en una distancia simulada de 50 km, reportando sus resultados en la revista Ciencia y tecnología cuántica . El trabajo se publica como parte de un número de enfoque sobre el tema de la criptografía cuántica y las redes cuánticas.

"En la comunicación clásica, Los amplificadores se utilizan para regenerar la señal. Sin embargo, en el régimen cuántico esto agrega demasiado ruido y destruye la coherencia de los estados cuánticos, "explicó Robert Thew, quien codirige el Grupo de Tecnologías Cuánticas en la Universidad de Ginebra. "En nuestros experimentos, superamos esta limitación mediante la explotación de un enfoque basado en la teletransportación, que se puede considerar como un canal sin pérdidas ".

Hoy dia, cuando enviamos información confidencial a través de Internet, confiamos en expresiones matemáticas difíciles de resolver para proteger nuestros datos de intrusos. Sin embargo, este enfoque es vulnerable a ataques en el futuro a medida que las computadoras se vuelvan más capaces de encontrar respuestas a estos problemas numéricos.

Para solucionar el problema, Los físicos han estado ocupados desarrollando esquemas alternativos para la generación de claves seguras basados ​​no en expresiones matemáticas, sino sobre el comportamiento cuántico de partículas individuales de luz:fotones. Y lo que es más, estas técnicas no solo son imposibles de descifrar a través de medios convencionales, también advierten de escuchas ilegales. Estas son las llamadas claves cuánticas.

Como destacan los investigadores, Una de las principales aplicaciones de la amplificación de fotones anunciada es la denominada distribución de claves cuánticas independientes del dispositivo, un enfoque destinado a certificar la seguridad de una conexión con suposiciones mínimas sobre el sistema en sí y la tecnología que se explota.

En el corazón del enfoque está la idea conceptualmente simple de enviar un solo fotón en un divisor de haz 50/50 para generar entrelazamiento. La repetición del proceso en sucesión y el seguimiento de la salida de los detectores de fotón único proporciona los componentes básicos para estudiar los protocolos de comunicación cuántica.

Llevando esto un paso más allá, es posible distribuir el enredo entre dos ubicaciones, generando una clave única para cifrar la transmisión de datos.

"El fotón único, o camino enredado, El esquema que estamos usando también está estrechamente relacionado con los repetidores cuánticos en términos de cómo se distribuye el entrelazamiento en estas soluciones de red de larga distancia y completamente cuánticas, ", comentó Thew." Nuestro siguiente paso es desarrollar fuentes de fotones anunciadas compactas y más eficientes que se puedan implementar más fácilmente, permitiéndonos llevar este tipo de experimentos a redes del mundo real ".