Los ingenieros de QuTech (una colaboración entre TU Delft y TNO) pueden proporcionar una comunicación inalcanzable que aumenta los costos para muchos usuarios mediante el uso de la distribución de claves cuánticas (QKD) independiente del dispositivo de medición (MDI). Una característica secundaria notable es que, cortesía de Cisco, Internet convencional opera en paralelo, en la misma fibra óptica del proveedor de telecomunicaciones holandés KPN. MDI-QKD es un paso importante hacia una Internet cuántica accesible.

Actualmente, la comunicación segura se basa en el hecho de que romper la criptografía es lento usando computadoras convencionales. Esto incluye la comunicación entre centros de datos, comunicación intergubernamental, o infraestructura crítica como la banca, energía y aeropuertos. Algunas líneas de comunicación requieren el secreto por ley o por parte del usuario. Cualquier atacante podría grabar estos mensajes y luego descifrarlos. Desafortunadamente, las computadoras son cada vez más rápidas, más aún con la inminente introducción de las computadoras cuánticas.

Defensa definitiva contra escuchas ilegales

Joshua Slater, líder del equipo del proyecto MDI-QKD:"Importantes métodos criptográficos convencionales se basan en, por ejemplo, una clave pública y una privada. Estas dos claves son esencialmente dos números grandes que van juntos. Su seguridad se basa en el hecho de que la clave privada es difícil y lenta de calcular conociendo solo la clave pública. Desafortunadamente, con la introducción de computadoras muy poderosas (como las computadoras cuánticas), calcular la clave privada se vuelve trivialmente fácil y luego el cifrado puede volverse inseguro ".

Una solución a las escuchas clandestinas, ahora y en el futuro, es el uso de la distribución de claves cuánticas (QKD). En la comunicación cuántica, El escuchar a escondidas un mensaje perturba la transmisión de la clave cuántica. Slater:"Si se alteran las señales cuánticas, los usuarios saben que no deben utilizar la clave generada para su línea de comunicación segura. Una vez que la clave cuántica se comparte con éxito con el destinatario previsto, el resto de la comunicación segura se beneficia del 'secreto hacia adelante':la garantía de que la distribución de claves no se puede descifrar ahora o en el futuro ".

"Desafortunadamente, Los sistemas QKD disponibles comercialmente actuales son difíciles de escalar en una red, Slater explicó. Para resolver todos estos problemas, hemos construido un sistema QKD independiente del dispositivo de medición (MDI), en el que se pueden conectar varios usuarios a través de un nodo central que funciona como un típico operador de central telefónica. En tono rimbombante, no es necesario confiar en el nodo central. Todo el sistema está diseñado de tal manera que los ataques de piratería contra el nodo central no pueden romper la seguridad del protocolo ".

Redes cuánticas escalables

Slater:"Una gran ventaja de nuestro sistema sobre otros sistemas QKD es su escalabilidad para muchos usuarios. Nuestro MDI-QKD se puede utilizar en una red física de tipo estrella. Los investigadores de QuTech ya han realizado previamente la primera demostración de prueba de principio de MDI-QKD, la primera demostración sobre fibras desplegadas, y la primera demostración utilizando rentable, hardware disponible ".

"Un logro significativo que estamos demostrando aquí por primera vez, es que nuestras señales cuánticas se transmiten a través de la misma fibra que el tráfico de Internet convencional, ", dijo Slater." Con el equipo estándar que Cisco suministró y configuró con nosotros, Establecimos dos redes de Internet multiplexadas entre las ubicaciones a través de las mismas fibras ópticas. La existencia de estas dos redes no afecta el rendimiento de nuestro sistema cuántico. Esencialmente, hemos mostrado cómo nuestros sistemas pueden coexistir, en paralelo"

"Este es un avance importante para garantizar la seguridad del tráfico de Internet en el futuro, "dijo Babak Fouladi, Director de Tecnología y Digital y miembro de la Junta Ejecutiva de KPN. "Me complace que podamos contribuir a que esta información sea práctica utilizando la red de los Países Bajos. Soluciones como MDI-QKD no solo deberían proteger a los usuarios hoy en día, pero también hacer que la comunicación esté lo más preparada para el futuro ".

Manifestación en Delft – Rijswijk – La Haya

El sistema actual consta de tres bastidores de telecomunicaciones estándar, cada uno en una ciudad diferente de los Países Bajos. El primer 'usuario' conectado a la configuración de demostración tiene el nombre en código Alice y reside en Delft. El segundo usuario, llamado Bob, se encuentra en un edificio de KPN en La Haya. El nodo central, Charlie se encuentra en el medio. Cada usuario está conectado al nodo central mediante una fibra óptica estándar. Es más, los usuarios y el nodo central pueden comunicarse a través de Internet normal, ya sea directamente a través de la (misma) fibra óptica, o indirectamente a través de cualquier conexión a Internet.

Finalmente, La implementación de MDI-QKD representa un paso importante hacia una futura Internet cuántica. La red está diseñada para ser actualizable en el futuro:usuarios como Alice y Bob pueden actualizar su funcionalidad (con, por ejemplo, procesadores cuánticos, repetidores cuánticos, entrelazamiento cuántico, memoria cuántica, computadoras cuánticas, lo que), mientras que el nodo central y el resto de la red siguen siendo los mismos. La red está preparada para el futuro y lista para actualizarse para el futuro cuántico.

"Este es un gran hito, y una base importante para el despliegue de una infraestructura de red cuántica nacional en los Países Bajos. Ese es uno de los principales objetivos de la Tecnología Cuántica de la Agenda Nacional de los Países Bajos, que está siendo ejecutado por Quantum Delta NL, "dijo Jesse Robbers, director de Quantum Delta NL, que recibió 615 millones de euros del gobierno holandés en abril de este año.