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En las redes cuánticas, los datos se transmiten a través de canales de fibra óptica utilizando fotones polarizados. Los fotones son muy frágiles y se destruyen cuando se leen. En teoría, esta propiedad protege los canales de comunicación cuántica de escuchas ilegales; por lo tanto, su uso para distribuir claves criptográficas entre sistemas informáticos clásicos se considera una solución bastante prometedora.
Al mismo tiempo, la implementación de tales sistemas, incluso a nivel de laboratorios científicos, cuesta mucho y no permite lograr altas tasas de transferencia. En su mayor parte, utilizan un formato simple punto a punto, utilizando repetidores y nodos de confianza para leer los datos codificados y enviarlos por la cadena. Este enfoque, con la introducción de una gran cantidad de elementos intermedios, elimina algunas de las ventajas declaradas del sistema desde el punto de vista de la seguridad de la información, complica la estructura y el proceso de implementación de la red.
En agosto, un grupo de físicos sudafricanos dio a conocer un mecanismo alternativo de distribución de claves cuánticas. Le permite establecer un intercambio entre diez participantes y no requiere repetidores.
Cómo funciona
Para este proyecto, los ingenieros propusieron alejarse de los enfoques de codificación clásicos en los sistemas de distribución de claves cuánticas y transmitir información criptográfica utilizando el momento angular orbital ( OAM ): describe la dirección de rotación y torsión de un fotón y tiene una alta capacidad de información. Los científicos incluso han comparado la polarización de un fotón en los sistemas tradicionales de distribución de claves cuánticas con el lanzamiento de una moneda y el OAM con un dado con un número infinito de lados.
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Para el intercambio de datos, se propuso un esquema llamado " pass-the-parcel ".). Un fotón con información codificada recibe a su vez diez participantes de la red, cada uno de los cuales realiza ciertas operaciones con OAM sin leer. Por tanto, el fotón no se destruye y vuelve al remitente. Este último hace una lectura de control y compara el estado del fotón antes y después de la transmisión. Lo más importante es que el nuevo enfoque le permite distribuir la clave, incluso si solo una parte de los participantes de la red confían entre sí, por ejemplo, tres o cuatro. Los sistemas clásicos aún no pueden presumir de tales capacidades.
¿Qué pasa con la industria de TI?
Estos desarrollos acercan el surgimiento de redes cuánticas comerciales y gubernamentales (proyectos similares ya se están discutiendo en el Departamento de Energía de EE. UU.), Reduciendo el costo de la infraestructura y aumentando su eficiencia teórica. Así, el Instituto Austriaco de Óptica Cuántica e Información Cuántica está convencido de que en los próximos cinco años las redes cuánticas podrán unir dispositivos informáticos a una distancia de 50-100 kilómetros.
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