El mundo está un paso más cerca de tener una Internet totalmente segura y una respuesta a la creciente amenaza de los ciberataques, gracias a un equipo de científicos internacionales que han creado un prototipo único que podría transformar la forma en que nos comunicamos en línea.

La invención liderada por la Universidad de Bristol, revelada hoy en la revista Science Advances , tiene el potencial de servir a millones de usuarios, se entiende que es la red cuántica más grande de su tipo y podría usarse para asegurar la comunicación en línea de las personas. particularmente en estos tiempos liderados por Internet acelerados por la pandemia de COVID-19.

Al implementar una nueva técnica, aprovechando las simples leyes de la física, puede hacer que los mensajes estén completamente a salvo de la interceptación y al mismo tiempo superar los principales desafíos que anteriormente han limitado los avances en esta tecnología poco utilizada pero muy publicitada.

El autor principal, el Dr. Siddarth Joshi, quien dirigió el proyecto en los laboratorios de Tecnología de Ingeniería Cuántica (QET) de la universidad, dijo: «Esto representa un gran avance y hace que la Internet cuántica sea una propuesta mucho más realista. Hasta ahora, la construcción de una red cuántica ha implicado enormes costo, tiempo y recursos, además de comprometer a menudo su seguridad, lo que frustra todo el propósito «.

«Nuestra solución es escalable, relativamente barata y, lo más importante de todo, inexpugnable. Eso significa que cambia las reglas del juego y allana el camino para un desarrollo mucho más rápido y un despliegue generalizado de esta tecnología».

La Internet actual se basa en códigos complejos para proteger la información, pero los piratas informáticos son cada vez más expertos en burlar esos sistemas que conducen a ataques cibernéticos en todo el mundo que causan importantes violaciones de la privacidad y fraudes que ascienden a billones de libras al año. Con tales costos proyectados para aumentar dramáticamente, el caso para encontrar una alternativa es aún más convincente y el quantum ha sido aclamado durante décadas como el reemplazo revolucionario de las técnicas de cifrado estándar.

Hasta ahora, los físicos han desarrollado una forma de encriptación segura, conocida como distribución de clave cuántica, en la que se transmiten partículas de luz, llamadas fotones. El proceso permite que dos partes compartan, sin riesgo de interceptación, una clave secreta utilizada para cifrar y descifrar información. Pero hasta la fecha esta técnica solo ha sido efectiva entre dos usuarios.

«Hasta ahora, los esfuerzos para expandir la red han involucrado una vasta infraestructura y un sistema que requiere la creación de otro transmisor y receptor para cada usuario adicional. Compartir mensajes de esta manera, conocidos como nodos confiables, simplemente no es lo suficientemente bueno porque usa mucho hardware adicional que podría tener fugas y ya no sería totalmente seguro «, dijo el Dr. Joshi.

La técnica cuántica del equipo aplica un principio aparentemente mágico, llamado entrelazamiento, que Albert Einstein describió como «acción espeluznante a distancia». Explota el poder de dos partículas diferentes colocadas en lugares separados, potencialmente a miles de kilómetros de distancia, para imitarse simultáneamente entre sí. Este proceso presenta oportunidades mucho mayores para las computadoras cuánticas, los sensores y el procesamiento de información.

«En lugar de tener que replicar todo el sistema de comunicación, esta última metodología, llamada multiplexación, divide las partículas de luz emitidas por un solo sistema, de modo que múltiples usuarios puedan recibirlas de manera eficiente», dijo el Dr. Joshi.

El equipo creó una red para ocho usuarios utilizando solo ocho cajas receptoras, mientras que el método anterior necesitaría multiplicar el número de usuarios muchas veces, en este caso, 56 cajas. A medida que aumenta el número de usuarios, la logística se vuelve cada vez más inviable; por ejemplo, 100 usuarios tomarían 9,900 cajas receptoras.

Para demostrar su funcionalidad a distancia, las cajas receptoras se conectaron a fibras ópticas a través de diferentes ubicaciones en Bristol y se probó la capacidad de transmitir mensajes a través de comunicaciones cuánticas utilizando la red de fibra óptica existente en la ciudad.

«Además de ser completamente segura, la belleza de esta nueva técnica es su agilidad optimizada, que requiere un hardware mínimo porque se integra con la tecnología existente», dijo el Dr. Joshi.

El sistema único del equipo también cuenta con administración de tráfico, brindando un mejor control de la red que permite, por ejemplo, dar prioridad a ciertos usuarios con una conexión más rápida.

Mientras que los sistemas cuánticos anteriores han tardado años en construirse, a un costo de millones o incluso miles de millones de libras, esta red se creó en meses por menos de £ 300,000. Las ventajas financieras crecen a medida que la red se expande, por lo que mientras que 100 usuarios de sistemas cuánticos anteriores podrían costar alrededor de £ 5 mil millones, el Dr. Joshi cree que la tecnología de multiplexación podría reducir eso a alrededor de £ 4,5 millones, menos del 1 por ciento.

En los últimos años, la criptografía cuántica se ha utilizado con éxito para proteger las transacciones entre centros bancarios en China y asegurar los votos en las elecciones suizas. Sin embargo, su aplicación más amplia se ha visto frenada por la enorme escala de recursos y costos involucrados.

«Con estas economías de escala, la perspectiva de una Internet cuántica para uso universal es mucho menos descabellada. Hemos probado el concepto y, al refinar aún más nuestros métodos de multiplexación para optimizar y compartir recursos en la red, podríamos estar buscando servir no solo cientos o miles, sino potencialmente millones de usuarios en un futuro no muy lejano «, dijo el Dr. Joshi.

«Las ramificaciones de la pandemia COVID-19 no solo han demostrado la importancia y el potencial de Internet, y nuestra creciente dependencia de él, sino también cómo su seguridad absoluta es primordial. El entrelazamiento de multiplexación podría ser la clave vital para hacer de esta seguridad un realidad necesaria «.

Fuente: Universidad de Bristol