Los bancos y los departamentos gubernamentales ya están invirtiendo fuertemente en el cifrado cuántico que se basa en rayos láser. Sin embargo, los rayos láser a menudo liberan varios fotones a la vez o ninguno. Un equipo de la Universidad Hebrea desarrolló un sistema que utiliza cristales fluorescentes. Un rayo láser dirigido a estos puntos cuánticos hace que emitan fluorescencia y emitan una corriente de fotones individuales.

Las computadoras cuánticas revolucionarán nuestra vida informática. Para algunas tareas críticas, serán asombrosamente más rápidos y usarán mucha menos electricidad que las computadoras actuales. Sin embargo, y aquí están las malas noticias, estas computadoras podrán descifrar la mayoría de los códigos de cifrado que se utilizan actualmente para proteger nuestros datos, dejando nuestra información bancaria y de seguridad vulnerable a los ataques. Actualmente, la mayor parte de la seguridad informática se basa en manipulaciones matemáticas que, en la actualidad, garantizan un nivel muy alto de seguridad; a una computadora normal le llevaría miles de millones de años descifrar uno de esos códigos. Sin embargo, en nuestro futuro cuántico, será necesario desarrollar nuevos métodos de encriptación que se basen en las leyes de la física, en lugar de ecuaciones matemáticas.

Un enfoque fructífero es utilizar las propiedades cuánticas de fotones individuales (partículas de luz) para cifrar de forma segura un mensaje, de modo que cualquier intento de hackearlo sea inmediatamente detectable tanto por el remitente como por el destinatario. Sin embargo, conseguir una fuente adecuada de fotones individuales ha sido un gran desafío. Ahora, un equipo de investigadores, dirigido por el profesor Ronen Rapaport y el Dr. Hamza Abudayyeh del Instituto de Física Racah de la Universidad Hebrea de Jerusalén (HU), junto con la profesora Monika Fleischer, Annika Mildner y otros de la Universidad de Tübingen en Alemania , ha logrado un avance significativo. Sus hallazgos nos acercan a un método simple y eficiente de encriptación cuántica, y fueron publicados en la edición reciente de ACS Nano .

Los bancos y los departamentos gubernamentales ya están invirtiendo fuertemente en el cifrado cuántico que se basa en rayos láser. Sin embargo, los rayos láser a menudo liberan varios fotones a la vez o ninguno. Lo que se necesita para una seguridad óptima es una fuente que pueda emitir un flujo rápido pero constante de fotones individuales, en una dirección y a temperatura ambiente.

El equipo de HU desarrolló un sistema que usa cristales fluorescentes en forma de motas tan diminutas que se necesitan microscopios especiales para verlas. Conocidos como puntos cuánticos, cada punto mide mucho menos que una milésima parte del ancho de un cabello humano. Un rayo láser dirigido al punto cuántico hace que emita fluorescencia y emita una corriente de fotones individuales.

Estos puntos cuánticos están montados individualmente en cabezas de alfiler doradas, excepto, por supuesto, que es una nanocabeza de alfiler, o nanocono, casi una cienmilésima parte del tamaño de una cabeza de alfiler normal. Nanocone puede aumentar la emisión de puntos cuánticos de fotones 20 veces. Esta corriente de fotones luego es disparada en una sola dirección por una "rejilla de Bragg" que actúa como un tipo de antena.

El dispositivo HU-Tübingen no solo es útil para el cifrado cuántico, sino también en otras situaciones que dependen de bits cuánticos para codificar información, como la computación cuántica. "Actualmente, tenemos un buen prototipo que tiene el potencial de comercialización en un futuro cercano", compartió Ronen Rapaport.

La ventaja de la criptografía cuántica radica en su determinismo físico. "Las leyes de la ciencia no se pueden romper:un solo fotón no se puede dividir, sin importar cuánto se intente. Las complejidades matemáticas pueden ser muy difíciles de resolver, sin embargo, son vulnerables a ataques e infracciones a diferencia de los sistemas de seguridad cuánticos", explicó Hamza Abudayyeh. . Actualmente, el equipo está mejorando su dispositivo para que pueda proporcionar un flujo de fotones individuales aún más confiable y eficiente que podría usarse en una amplia gama de tecnologías cuánticas. + Explora más

Los físicos describen las características de los fotones para proteger la computación cuántica del futuro