Lo que viene: una internet cuántica en el espacio

Buscan aprovechar las propiedades cuánticas para enviar mensajes en perfecto secreto.

La Internet cuántica es un sueño que muchos tecnólogos han expuesto en los últimos años. La idea es aprovechar las extrañas propiedades cuánticas de los fotones y electrones para enviar mensajes en perfecto secreto.

Esto tiene una explicación evidente para gobiernos y fuerzas militares, pero cada vez adquiere más interés para los bancos y otras operaciones comerciales que necesitan asegurar todo tipo de cosas, desde contratos hasta transacciones financieras. Además, este tipo de seguridad se busca cada vez más porque las computadoras cuánticas podrán descifrar los códigos que se usan actualmente para mantener la privacidad de muchos mensajes. Y eso plantea una cuestión interesante: ¿cómo harán los científicos y los ingenieros para crear una internet cuántica que cubra todo el globo?

Una respuesta la brinda el trabajo de Sumeet Khatri y sus colegas en la universidad de Luisiana. Este equipo estudió las diversas formas en que se podría construir una internet cuántica y dice que el método más eficiente es crear una constelación de satélites cuánticos capaces de transmitir continuamente fotones “enmarañados” a la tierra. Dicho de otro modo, la internet cuántica debería tener su base en el espacio.

Algunos datos para entender esto

En el corazón de cualquier red cuántica está la extraña propiedad del enmarañamiento. Este es el fenómenos en el cual dos partículas cuánticas comparten la misma existencia, aunque estén separadas por grandes distancias. Esto asegura que una medición en una de esas partículas inmediatamente influye en la otra, una maravilla que Einstein llamó “extraña acción a la distancia”.

Los físicos suelen distribuir el enmarañamiento usando pares de fotones creados en el mismo lugar y en el mismo instante. Cuando esos fotones son enviados a diferentes lugares, el enmarañamiento que los conecta puede aprovecharse para enviar mensajes seguros.

El problema es que el enmarañamiento es frágil y difícil de preservar. Cualquier pequeña interacción entre uno de los fotones y su entorno rompe el vínculo. Eso es lo que ocurre cuando los físicos transmiten fotones enmarañados a través de la atmósfera o a través de fibras ópticas. Los fotones interactúan con otros átomos en la atmósfera o el vidrio y el enmarañamiento se destruye. Resulta que la distancia máxima a la que el enmarañamiento se puede compartir de esta forma es apenas unos kilómetros.

La pregunta que se plantea entonces es cómo construir una internet cuántica que comparta el enmarañamiento por todo el globo. Una posibilidad es usar “repetidores cuánticos”, o sea dispositivos que miden las propiedades cuánticas de los fotones y luego transfieren esas propiedades a nuevos fotones . Eso preserva el enmarañamiento y permite saltar de un repetidor a otro. Esta tecnología es muy experimental y se encuentra a muchos años de su explotación comercial.

Entonces otra opción es crear los pares enredados de fotones al espacio y difundirlo a dos bases diferentes en la tierra. Esas estaciones luego se enredan, y pueden intercambiar mensajes en perfecto secreto.

China comenzó en 2017 a experimentar una de estas tecnologías con un satélite llamado Micius. La idea es crear una constelación de satélites similares para crear una internet cuántica global.

 

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