Fibra Óptica. La computación cuántica sigue avanzando poco a poco. Los ordenadores cuánticos permiten realizar cálculos de maneras impensables con los ordenadores actuales, aunque será difícil verlos en los hogares debido a sus requerimientos técnicos y de temperatura. Sin embargo, la comunicación cuántica sí que podría ser algo que disfrutásemos todos en un futuro, y Toshiba acaba de crear una interesante innovación a través de fibra óptica que nos acerca aún más a ella.
Los ordenadores y comunicaciones tradicionales codifican la información en bits, ya sea en unos o en ceros. En los ordenadores y comunicaciones cuánticas, se utilizan los qubits, o bits cuánticos, que pueden ser ceros y unos a la vez. Esto permite aumentar exponencialmente la capacidad de procesamiento, permitiendo resolver problemas imposibles en la actualidad.
Por ejemplo, el año pasado, un ordenador cuántico chino consiguió hacer un cálculo en 200 segundos para el cual se habrían tardado 2.500 millones de años con un ordenador tradicional. Sin embargo, este tipo de dispositivos son muy sensibles a vibraciones o pequeños cambios de temperatura, lo cual puede echar a perder los datos. Esto hace que transmitir la señal a largas distancias sea más difícil porque se degrada con más facilidad.
Comunicación cuántica por cables de fibra óptica
Por suerte, investigadores de Toshiba han descubierto una manera de enviar este tipo de señales a largas distancias usando cables de fibra óptica. Para ello, han desarrollado una nueva tecnología de estabilización de banda dual que envía dos señales ópticas de referencia junto con los propios qubits, codificados como un retardo de fase de un pulso óptico débil.
La primera señal de referencia está en una longitud de onda diseñada para cancelar las fluctuaciones provocadas por el entorno, mientras que la segunda opera en la misma longitud de onda que los qubits y se usa para controlar la fase de la luz. Gracias a ello, consiguieron mantener la señal cuántica constante a apenas una decena de nanómetros, pudiendo Internet cuántico a una distancia de más de 600 kilómetros de fibra óptica.
Alcanzar esta distancia supone multiplicar por seis el anterior récord, aunque no es el récord absoluto, ya que se han conseguido llevar a cabo retransmisiones vía satélite a más de 1.200 kilómetros. No obstante, un Internet del futuro con comunicaciones ultrarrápidas requerirá de una combinación de fibra y satélite, de ahí que sea una buena noticia para ambos.
QKD: cifrado para mensajes imposibles de espiar
El equipo afirma que el primer uso que le van a dar a esta tecnología será, probablemente, para Quantum Key Distribution (QKD), una técnica de cifrado que aprovecha uno de los fundamentos clave de la física cuántica: que, si alguien observa el contenido o la clave de la comunicación, ésta cambia. Por ello, que un atacante consiga acceder a la información no tendría ninguna utilidad, además de que las autoridades podrían identificar el intento de acceso a la información.
Debido a la inestabilidad de las señales cuánticas a larga distancia, este tipo de comunicaciones seguras sólo se habían hecho en zonas urbanas a unos pocos kilómetros de distancia entre sí. Con esta innovación, sería posible conectar ciudades separadas a cientos e incluso miles de kilómetros entre sí sin tener que usar nodos intermediarios.
Además, la comunicación cuántica ofrecería otra ventaja: que la latencia se reduce considerablemente gracias al entrelazamiento cuántico, ya que dos partículas separadas entre sí pueden estar entrelazadas a distancia. No obstante, transmitir información a mayor velocidad que la de la luz es actualmente imposible, y se está investigando si esto sería posible con las comunicaciones cuánticas.
