¿Qué es el internet cuántico?

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Internet cuántico

Cuántico proviene de cuanto, cantidad de energía. Un cuanto es, en medición a escala especialmente pequeña, un pack de información, ya sea contenida en un átomo o en un fotón. Algo observable a nivel fisico sobre lo que logramos interactuar.

Pero cuando se habla del internet(www) cuántico se habla de un nuevo estatus que protegería las tele-comunicaciones como jamás antes. Durante los últimos períodos y en el marco de Quantum Flagship, muchos proyectos parecen bordear la literatura de ciencia ficción. Pero estas son tecnologias aplicables a necesidades reales. Los relojes atómicos usan un origen similar, donde los átomos velan por un funcionamiento permanente y estable.

¿Cómo sería la red de un internet(www) cuántico? ¿Qué nos va a deparar un futuro con este cambio de paradigma? Cabe establecer que el internet(www) cuántico sería, de base, un conjunto de protocolos y sistemas que no sustituirían a los actuales, sino que convivirían con ellos. Una implementación donde el uso de cúbits redundaría en diferentes metodologías de comunicación. ¿Hasta qué punto?

Entendiendo la informática cuántica

Aunque podríamos remontarnos hasta la “acción fantasmagórica a distancia” formulada por Albert Einstein, es durante la década de los sesenta cuando el alumno de la Universidad de Columbia Stephen Wiesner propuso que podrían crearse billetes con 20 trampas de luz capaces de atrapar fotones en un estado de polarización concreto. ¿Dinero cuántico? Una forma perfecta de eludir falsificaciones: los cúbits no se pueden copiar.

Internet cuántico

Años después propuso que la información podía codificarse en unidades denominadas cúbits. Pero no fue hasta 1982 cuando el fisico Paul Benioff crea sus investigaciones en informática cuántica y 1984 cuando Charles H. Bennett y Gilles Brassard desarrollan los primeros ejemplos teóricos de criptografía cuántica.

Vamos a intentar explicarlo de una forma sencilla. La comunicacion cuántica plantea lo que sigue: si el bit es la unidad mínima de información en informática clásica, el cúbit es la medida en informática cuántica. Un bit puede poseer un precio determinado, 0 o 1, dependiendo de su carga positiva (hay electricidad pasando a través) o negativa (no hay electricidad). Y con estos valores logramos efectuar operaciones como ‘AND’, ‘NOT’ y ‘OR’.

Un cúbit (bit cuántico) puede ser 1 y 0 al mismo tiempo. La información puede almacenar mas territorios mediante emparejamientos y puede darse, por tanto, una superposición o combinación. En resumen: una unica intervención informática podría servir para calcular muchos valores al mismo tiempo. La rapidez de respuesta y la oportunidad de encriptar o desencriptar largas cadenas de números se multiplica exponencialmente.

Casi inútil de hackear

Una de las programas de la informática cuántica es en los sistemas de distribucion de clave cuántica (QKD). Para entenderlo de forma sencilla: cuando intentamos percibir un cúbit, ese estado mixto del que hablábamos se rompe y pasa a ser un uno o un cero.

Internet cuántico

Los cúbits no se pueden imitar. Por esta razón, si intentamos entrar a los documentos de algún servidor interceptando su red, tal y como hicieron en su instante Gary McKinnon o Edward Snowden, la propia intrusión destruirá la información cuántica, registrando de paso el asalto. Los QKD se usan para producir claves criptográficas; si alguien trata leer o clonar la clave, jamás llegará a su objetivo.

En este metodo los documentos son destinados mediante formatos tradicionales a través de una red compartida, mientras que las claves para descifrar los archivos son enviadas en estado cuántico, empleando un par de fotones entrelazados. Imagina cifrar información que no pueda ni siquiera descifrar una computadora cuántica. Usando este metodo logramos inventar una criptografía inviolable.

Y siguiendo la linea de la base teórica planteada al comienzo, todavía podríamos hablar del teletransporte cuántico, la barrera definitiva para garantizar la protección e integridad de un archivo. Si un par de cúbits viajan en direcciones distintas, conservarían su conexión cuántica. Intentar actualizar uno altera el otro, lo que Einstein denominaba “acción fantasmagórica a distancia”, no olvidemos. En este artículo logramos leer mas acerca del teletransporte cuántico.

Servidores mas allá de la rapidez de la luz

El rendimiento de un internet(www) cuántico se apreciaría, fundamentalmente, en su baja latencia, su velocidad, basando la red global en repetidores cuánticos (los cúbits no pueden ser amplificados) que transportan fotones cargados de información. Internet a rapidez de la luz, literalmente.

Pero contamos de informática cuántica inspirada en luz óptica. Los últimos mejoras proponen velocidades superiores a las limitaciones de la luz, partiendo del teletransporte simultáneo. Los primeros pasos ya han sido dados, consiguiendo entrelazar diminutos paquetes cuánticos a una distancia de 50 kilómetros en una red segura con nodos situados a 1,3 kilómetros. Una linea de exploración que comenzó con el teletransporte a larga distancia de las propiedades de un fotón a otro. Aquella no fue la primera, sin embargo sí la mas exitosa.

Desde entonces se han conseguido emparejamientos variopintos. A través del agua en un tanque a una profundidad de 3,3 metros. A través de las partículas de un diamante. E inclusive a nivel espacial: el dispositivo fundador del proyecto QUESS, padres del primer satélite cuántico, logró un entrelazamiento a 1.200 kilómetros de distancia.

Velocidad y seguridad son los dos pilares fundamentales. Pero hay más. Estas mejorías son extrapolables a todos los beneficios conectados: radares, vehículos totalmente autónomos, redes de dispositivos IUT, archivamiento y codificación de información. En un tiempo en el que generamos 25 exabytes al mes(30dias) y almacenamos unos 2.000 cada año, pese a que todas las frases dichas desde los albores del tiempo apenas ocuparían 5 exabytes.

El internet(www) cuántico de los próximos años va mucho mas allá de nuestras expectativas mas optimistas en 5G y 6G. Como han apuntado algunos expertos, se trataría de una conectividad practicamente ilimitada, «instantánea y ubicua, con respuestas descentralizadas de inteligencia artificial, lo que requerirá frecuencias milimétricas, a partir de 26 Ghz».

Imágenes | Pixabay (1 y 2), Unsplash (1 y 2)

Por ISRAEL FERNÁNDEZ

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