Gracias a los constantes avances en el desarrollo de las computadoras cuánticas y su rendimiento cada vez mejor, en el futuro será posible descifrar nuestros procesos de cifrado actuales.Para abordar este desafío, investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM) están participando en un consorcio de investigación internacional para desarrollar métodos de cifrado que aplicarán leyes físicas para evitar la interceptación de mensajes.Para salvaguardar las comunicaciones a largas distancias, la misión espacial QUICK³ desplegará satélites.

Su último trabajo espublicadoen el diarioTecnologías cuánticas avanzadas.

¿Cómo pueden los ingenieros garantizar que los datos transmitidos a través de Internet solo puedan ser leídos por el destinatario previsto?En la actualidad, nuestros datos están cifrados conmétodos matemáticosque se basan en la idea de que la factorización de números grandes es una tarea difícil.Sin embargo, con la creciente potencia de los ordenadores cuánticos, estos códigos matemáticos probablemente ya no serán seguros en el futuro.

Tobias Vogl, profesor de Ingeniería de Sistemas de Comunicación Cuántica, está trabajando en un proceso de cifrado que se basa en principios de la física."La seguridad se basará en que la información se codifique en archivos individuales.luzpartículas y luego transmitidas.Las leyes de la física no permiten extraer ni copiar esta información.Cuando se intercepta la información, las partículas de luz cambian sus características.Como podemos medir estos cambios de estado, cualquier intento de interceptar los datos transmitidos será reconocido inmediatamente, independientemente de los futuros avances tecnológicos", afirma Tobias Vogl.

El gran desafío de la llamada criptografía cuántica reside en la transmisión de datos a largas distancias.En las comunicaciones clásicas, la información se codifica en muchas partículas de luz y se transmite a través de fibras ópticas.Sin embargo, la información contenida en una sola partícula no se puede copiar.Como resultado, la señal luminosa no se puede amplificar repetidamente, como ocurre con las transmisiones de fibra óptica actuales.Esto limita la distancia de transmisión de la información a unos pocos cientos de kilómetros.

Para enviar información a otras ciudades o continentes se utilizará la estructura de la atmósfera.A altitudes superiores a unos 10 kilómetros, la atmósfera es tan fina que la luz no se dispersa ni se absorbe.Esto permitirá utilizar satélites para extender las comunicaciones cuánticas a distancias más largas.

Como parte de la misión QUICK³, Tobias Vogl y su equipo están desarrollando un sistema completo, incluidos todos los componentes necesarios para construir unsatélitepara comunicaciones cuánticas.En un primer paso, el equipo probó cada uno de los componentes del satélite.El siguiente paso será probar todo el sistema en el espacio.

Los investigadores investigarán si la tecnología puede soportar las condiciones del espacio exterior y cómo interactúan los componentes individuales del sistema.El lanzamiento del satélite está previsto para 2025. Para crear una red global paracomunicaciones cuánticasSin embargo, se necesitarán cientos o quizás miles de satélites.

El concepto no requiere necesariamente que toda la información se transmita mediante este método, que es muy complejo y costoso.Es posible implementar una red híbrida en la que los datos puedan cifrarse física o matemáticamente.Antonia Wachter-Zeh, profesora de Codificación y Criptografía, está trabajando para desarrollar algoritmos lo suficientemente complejos como para que ni siquiera los ordenadores cuánticos puedan resolverlos.

En el futuro, seguirá siendo suficiente cifrar la mayor parte de la información mediante algoritmos matemáticos.La criptografía cuántica será una opción sólo para documentos que requieran una protección especial, por ejemplo en las comunicaciones entre bancos.