Los investigadores de la UT encontraron una nueva forma de proteger los datos de los ataques con computadoras cuánticas. Como publicaron hoy en Nueva Revista de Física . Con las computadoras cuánticas en aumento, ya no podemos excluir la posibilidad de que una computadora cuántica se vuelva tan poderosa que pueda romper la criptografía existente. Ya se están utilizando partículas individuales de luz para proteger los datos, pero la transmisión de un bit por fotón es lenta. Pepijn Pinkse dirigió el experimento para aumentar la velocidad de transmisión hasta siete bits por fotón.

Las computadoras usan criptografía para asegurar su comunicación. Por ejemplo, la comunicación entre su teléfono y su banco para transferir algunos fondos debe ser segura para evitar que los delincuentes alteren el mensaje y le digan al banco que transfiera dinero a una cuenta bancaria diferente. Una computadora cuántica podría, En teoria, romper la criptografía existente. Pero hasta hace poco la demostración de que una computadora cuántica puede hacer cualquier cosa que una computadora clásica rápida no puede hacer fue sobresaliente. A este punto lo llamamos "supremacía cuántica".

Supremacía cuántica

Recientemente, Google reclamó en Nature una prueba experimental de esta "supremacía cuántica, "aunque con un cálculo que no tiene utilidad práctica. No obstante, ya no podemos excluir la posibilidad de que las computadoras cuánticas se vuelvan tan poderosas que rompan la criptografía existente, ya que existen algoritmos cuánticos conocidos que rompen los métodos criptográficos más utilizados en la actualidad. Afortunadamente, La tecnología cuántica también ofrece soluciones. Con la distribución de claves cuánticas (QKD) se pueden crear de forma segura claves secretas entre un remitente y un receptor. Esto no es ciencia ficción. Los sistemas comerciales QKD están disponibles de varios proveedores y ya se han implementado versiones basadas en el espacio.

Ampliar los alfabetos cuánticos

Los sistemas QKD estándar utilizan partículas individuales de luz (fotones) que se encuentran en uno de dos estados posibles, por ejemplo, polarizados horizontal o verticalmente. Esto limita la transmisión a un bit por fotón. En un sentido, los fotones están codificados en un alfabeto de solo dos letras:ay b.

Los investigadores de la UT ahora aumentaron este número con más de mil letras. Esto aumenta la resistencia al ruido y potencialmente aumenta la tasa de datos. Lo lograron codificando la información cuántica en 10 ²⁴ posibles ubicaciones de los fotones utilizados. Para dificultar que un atacante vea lo que se envió, cambian aleatoriamente la codificación entre dos alfabetos diferentes.

Hablar holandés en una sala de conferencias china

Pepijn Pinkse, quien dirigió el experimento, explica:"Es como intentar adivinar lo que se habla en dos salas de conferencias. En una sala, el idioma de la conferencia es chino y en la otra holandés, pero no lo sabes antes de entrar. Si un hablante holandés elige la habitación china, no entiende nada, aunque para un hablante de chino las conferencias son muy claras. En nuestro método, el remitente usa dos idiomas y cambia aleatoriamente entre ellos. Además, el receptor cambia entre escuchar en un idioma u otro. Solo si los idiomas coinciden, se transportan bits útiles. Escuchar ambos idiomas al mismo tiempo está prohibido por las leyes fundamentales de la física ".

Empleando esta técnica junto con una luz muy débil, un chip de proyector de video y una moderna cámara de detección de fotón único, los investigadores demostraron que podían transmitir hasta siete bits seguros por fotón. Sus resultados se publican el 18 de diciembre en Nueva Revista de Física en su artículo titulado "Distribución de claves cuánticas de alfabeto grande utilizando luz codificada espacialmente".