Investigadores del Instituto Niels Bohr de Copenhague han logrado un avance fundamental en la comunicación cuántica al crear un dispositivo que envía fotones individuales a través de las redes de fibra óptica existentes en longitudes de onda de telecomunicaciones, una hazaña que los científicos habían considerado imposible. El avance, publicado en Nature Nanotechnology, elimina uno de los mayores obstáculos para construir un internet cuántico global que haría que el espionaje fuera físicamente detectable y las comunicaciones fundamentalmente seguras.
El núcleo del avance reside en puntos cuánticos controlados eléctricamente e integrados en un circuito nanofotónico. Estos puntos cuánticos producen más de 40 millones de fotones únicos casi idénticos y coherentes por segundo en la banda O de telecomunicaciones, con una calidad de emisión solo un ocho por ciento superior al límite físico fundamental. Los dispositivos anteriores operaban a unos 930 nanómetros, muy por debajo del umbral de 1.260 nanómetros requerido para la compatibilidad con la infraestructura de fibra de telecomunicaciones global.
La importancia de operar en longitudes de onda de telecomunicaciones es enorme. Significa que las comunicaciones aseguradas cuánticamente pueden desplegarse en los mismos cables de fibra óptica que ya transportan el tráfico convencional de internet, sin requerir nueva infraestructura dedicada. Cualquier intento de interceptar estas transmisiones de fotones únicos perturbaría el estado cuántico de los fotones, alertando inmediatamente tanto al emisor como al receptor de la intrusión.
El equipo de investigación también demostró la distribución de claves cuánticas a través de un enlace de fibra instalado en campo, probando que la tecnología funciona fuera de las condiciones de laboratorio. Una colaboración internacional entre el Instituto Niels Bohr e investigadores de Alemania y China logró por separado la distribución segura de claves cuánticas a lo largo de 127 kilómetros utilizando tecnología similar de puntos cuánticos.
Los expertos de la industria consideran que el avance podría acelerar el plazo para las redes cuánticas prácticas de décadas a años. Los gobiernos y las instituciones financieras se encuentran entre los defensores más activos de las comunicaciones cuánticamente seguras, dada la naturaleza sensible de los datos que transmiten. El equipo trabaja ahora en aumentar la distancia de transmisión y desarrollar técnicas de multiplexación para manejar múltiples canales cuánticos simultáneamente.
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