Se ha desarrollado un nuevo sistema de comunicación para el intercambio de claves simétricas entre partes con el fin de cifrar los mensajes para que no puedan ser leídos por terceros. En cooperación con Deutsche Telekom, los investigadores dirigidos por el profesor de física Thomas Walther lograron operar una red cuántica que es escalable en términos de número de usuarios y al mismo tiempo robusta sin necesidad de nodos confiables. En el futuro, dichos sistemas podrían proteger la infraestructura crítica del creciente peligro de los ataques cibernéticos. Además, se podrían instalar conexiones a prueba de escuchas entre diferentes sitios gubernamentales en ciudades más grandes.

El sistema desarrollado por los investigadores de Darmstadt permite el intercambio de claves cuánticas, proporcionando a varias partes en una red en forma de estrella un número aleatorio común. Los cuantos de luz individuales, los llamados fotones, se distribuyen a los usuarios en la red de comunicación para calcular el número aleatorio y, por lo tanto, la clave digital. Debido a los efectos físicos cuánticos, estas claves son particularmente seguras. De esta manera, la comunicación está altamente protegida y se pueden detectar los ataques de espionaje existentes.

Hasta ahora, estos métodos de clave cuántica han sido técnicamente complejos y sensibles a las influencias externas. El sistema del grupo Darmstadt del Centro de Investigación Colaborativa CROSSING se basa en un protocolo especial. El sistema distribuye fotones desde una fuente central a todos los usuarios de la red y establece la seguridad de las claves cuánticas a través del entrelazamiento cuántico. Este efecto de física cuántica produce correlaciones entre dos partículas de luz, que son observables incluso cuando están muy separadas. La propiedad de la partícula asociada se puede predecir midiendo una propiedad de la partícula ligera de un par.

La polarización se usa a menudo como una propiedad, pero generalmente se altera en las fibras de vidrio utilizadas para la transmisión debido a influencias ambientales como vibraciones o pequeños cambios de temperatura. Sin embargo, el sistema de Darmstadt utiliza un protocolo en el que la información cuántica está codificada en la fase y el tiempo de llegada de los fotones y, por lo tanto, es particularmente insensible a tales perturbaciones. Por primera vez, el grupo ha logrado proporcionar claves cuánticas a una red de usuarios mediante este robusto protocolo.

La alta estabilidad de la transmisión y la escalabilidad en principio se demostraron con éxito en una prueba de campo junto con Deutsche Telekom Technik GmbH. Como siguiente paso, los investigadores de TU Darmstadt planean conectar otros edificios de la ciudad a su sistema. La investigación se publica en PRX Quantum . + Explora más

Claves criptográficas cuánticas para comunicaciones seguras distribuidas 1.000 kilómetros más lejos que los intentos anteriores