Investigadores de la Universidad de Witwatersrand en Johannesburgo, Sudáfrica, han demostrado un protocolo cuántico que establece un récord para compartir un secreto entre muchas partes. El equipo creó un estado cuántico de 11 dimensiones y lo usó para compartir un secreto entre 10 partes. Usando trucos cuánticos, el secreto solo se puede desbloquear si las partes confían entre sí. El trabajo establece un nuevo récord para la dimensión del estado (que impacta en qué tan grande puede ser el secreto) y el número de partes con las que se comparte. y es un paso importante hacia la distribución de información de forma segura a través de muchos nodos en una red cuántica.

Reseñas de láser y fotónica publicó en línea la investigación del equipo de Wits dirigido por el profesor Andrew Forbes de la Facultad de Física de la Universidad de Wits. En su artículo titulado:Demostración experimental del intercambio de secretos cuánticos de 10 partes en 11 dimensiones, el equipo de Wits batió todos los récords anteriores para compartir un secreto cuántico.

"En la comunicación cuántica segura tradicional, la información se envía de forma segura de una parte a otra, a menudo llamado Alice y Bob. En el lenguaje de las redes, esto se consideraría comunicación de igual a igual y, por definición, solo tiene dos nodos:emisor y receptor, "dice Forbes.

"Cualquiera que haya enviado un correo electrónico sabrá que a menudo la información debe enviarse a varias personas:un remitente y muchas partes receptoras. La comunicación cuántica tradicional como la distribución de clave cuántica (QKD) no permite esto, y es solo de la forma de igual a igual ".

Usando luz estructurada como estados de fotones cuánticos, el equipo de Wits mostró cómo distribuir información de un remitente a 10 partes. Luego, mediante el uso de ingeniosos trucos cuánticos, podrían diseñar el protocolo de modo que solo si las partes confían entre sí se pueda revelar el secreto.

"En esencia, cada parte no tiene información útil, pero si confían el uno en el otro, el secreto puede revelarse. El nivel de confianza se puede establecer desde unas pocas partes hasta todas, "dice Forbes. Es importante destacar que en ningún momento se revela el secreto a través de la comunicación entre las partes:no tienen que revelar ningún secreto. De esta manera, un secreto se puede compartir de una manera fundamentalmente segura entre muchos nodos de una red:el intercambio de secretos cuánticos.

"Nuestro trabajo impulsa el estado de la técnica y acerca la comunicación cuántica a la verdadera implementación de la red, "dice Forbes." Cuando piensas en redes, piensas en muchas conexiones, muchas fiestas, que deseen compartir información y no solo dos. Ahora sabemos cómo hacer esto de forma cuántica ".

El equipo utilizó fotones estructurados para alcanzar grandes dimensiones. La luz estructurada significa 'Patrones de luz' y aquí el equipo podría usar muchos patrones para empujar el límite de dimensión. Más dimensiones significan más información a la luz, y se traduce directamente en secretos más importantes.