El Internet Cuántico, refuerza la confidencialidad de la Información
Se trata de un enlazado cuántico con tres fotones «retorcidos», que sirve para garantizar la confidencialidad de la información transmitida.
Investigadores de la Academia Austríaca de Ciencias y de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) han conseguido una nueva forma de enlazado cuántico con tres fotones «retorcidos», lo que tiene aplicaciones en criptografía cuántica, que sirve para garantizar la confidencialidad de la información transmitida.
Con la investigación publicada por Nature Photonics, se han conseguido entrelazar tres partículas de luz en una propiedad cuántica de muchas dimensiones relacionada con el retorcimiento (twist) de la estructura de sus frentes de onda. La ventaja principal del Internet cuántico respecto al actual consiste en que la última consta de bits, que pueden ser 0 o 1, mientras que el primer operará con ‘qubits’, que pueden ser varios resultados al mismo tiempo, todas las demostraciones experimentales de entrelazado de varias partículas hechas hasta ahora han sido llevadas a cabo con objetos cuánticos en dos dimensiones.
El estado de entrelazado entre tres fotones creado por el grupo rompe el récord previo de dimensión, y da luz a una nueva forma de entrelazado asimétrico que nunca ha sido observado hasta ahora. Según ha explicado Mehul Malik, primer autor del artículo, el entrelazado es una propiedad antiintuitiva de la física cuántica que siempre ha desconcertado a los científicos y los filósofos. Los cuantos de luz entrelazados parecen ejercer una influencia entre ellos, no importa la distancia a la que se encuentren. De manera metafórica sería como si un patinador de hielo pudiese girar sobre sí mismo tanto en el sentido de las agujas del reloj como en el sentido contrario, al mismo tiempo. Un par de patinadores entrelazados alejándose entre ellos mientras hacen este sorprendente giro tendrán las direcciones de giro perfectamente correlacionadas: si en un instante el primero gira en un sentido, también lo hace el otro, aunque estén tan lejos que terminen en pistas en continentes diferentes. «Los fotones entrelazados de nuestro experimento se pueden ilustrar no con dos, sino con tres patinadores, danzando una coreografía cuántica pefectamente sincronizada», ha dicho Malik.
Los fotones entrelazados de nuestro experimento se pueden ilustrar no con dos, sino con tres patinadores «Su danza es un poco más compleja, con dos de los patinadores mostrando, además, otro movimiento correlacionado, además del giro. De hecho, somos los primeros que hemos conseguido este tipo de entrelazado cuántico asimétrico en el laboratorio», ha sentenciado. Los investigadores han creado el estado de entrelazado entre tres fotones utilizando otro artificio cuántico: han combinado dos pares de fotones con entrelazado de alta dimensión de tal manera que era imposible saber de dónde procedía cada uno de los fotones. Aparte de servir como campo de pruebas para estudiar conceptos fundamentales de la mecánica cuántica, los estados de entrelazamdo de varios fotones vez, como éste, tienen aplicaciones que van desde la computación cuántica hasta la encriptación cuántica.
En esta línea, los autores de la investigación han propuesto un nuevo tipo de protocolo de criptografía cuántica, basado en este estado de entrelazado asimétrico, que permite que diferentes capas de información se compartan de forma asimétrica entre varios emisores y destinatarios con total seguridad. «El experimento abre las puertas a un futuro Internet cuántico, con más de dos interlocutores, que permite una comunicación de más de dos bits por fotón», ha añadido Anton Zeilinger, que junto a Malik, Manuel Erhard, Mario Krenn, Robert Fickler, Anton Zeilinger, del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica de la Academia Austríaca de Ciencia (IQOQI) y el investigador del Grupo de información y de Fenómenos Cuánticos del Departamento de Física de la UAB Marcus Huber, han inventado las técnicas necesarias para analizar el experimento.
