Fraunhofer ISI y la Universidad de Sarre analizaron tres generaciones de comunicación cuántica en un nuevo estudio.El seguimiento cuantitativo del estudio proporciona información sobre el desarrollo de patentes, proyecta el crecimiento futuro y compara estrategias de investigación internacionales.El estudio también examinó la situación de Alemania y Europa en el contexto internacional.

La comunicación segura es una piedra angular de las sociedades libres y esencial para el funcionamiento fiable de las infraestructuras críticas.Los métodos criptográficos son cruciales para garantizar esto.Sin embargo, la seguridad de los procesos de cifrado actuales se ve amenazada por el rápido desarrollo de los ordenadores cuánticos.Estos podrían descifrar el cifrado convencional en un futuro previsible.

Aquí es dondecomunicación cuánticay entran en juego las estrategias de cifrado "cuánticamente seguras" que se basan en él.Estos se basan en la base tecnológica futura proporcionada por la distribución de claves cuánticas (QKD), que promete físicamentecomunicación segurabasados ​​en principios de la mecánica cuántica y repetidores cuánticos, que transmiten estados cuánticos a distancias más largas.

En este contexto, un nuevo estudio realizado por Fraunhofer ISI y la Universidad del Sarre analizó más de cerca el estado actual de las tecnologías de comunicación cuántica.El estudio se llevó a cabo como parte del Proyecto General para la Comunicación Cuántica en Alemania (SQuaD). Además de su preparación para el mercado, ventajas e inconvenientes, se llevó a cabo un seguimiento cuantitativo para analizar las actividades de publicación y patentes, las tasas de crecimiento y la financiación de tecnología.

Descripción general de la tecnología de la comunicación cuántica

El estudio considera tres generaciones de comunicación cuántica.La primera generación (distribución de claves cuánticas (QKD) basada en el principio de preparar y medir) genera una clave segura preparando y midiendo estados cuánticos, que luego se utiliza para codificar el mensaje real.

Cualquier intento de un atacante de espiar o copiar los estados cuánticos da como resultado cambios de estado que pueden detectarse.Prepare & Measure QKD ya es una tecnología lista para el mercado para comunicaciones seguras.Sin embargo, su uso generalizado se ve actualmente obstaculizado poraltos costosy pruebas pendientes de seguridad, certificación y aprobación.

En la segunda generación, cuántica.distribución de claves(QKD) con fuentes de entrelazamiento fotónico, una forma especial de enlace entre partículas de mecánica cuántica garantiza una comunicación segura.Cualquier interferencia con este enlace o intento de escucha es detectable.El QKD basado en entrelazamiento aún no está tan maduro como el QKD de preparación y medición y actualmente solo logra tasas de clave bajas, pero podría tener ventajas para redes de comunicación complejas en el futuro.

La tercera generación incluye el desarrollo de repetidores cuánticos, que permiten la distribución del entrelazamiento a distancias más largas.Esto puede aumentar significativamente el rango de QKD.Los repetidores cuánticos también hacen posible la computación cuántica distribuida, que tiene el potencial de multiplicar la potencia informática de las computadoras cuánticas.

Los repetidores cuánticos pueden contribuir de manera importante al desarrollo de futuras redes de comunicación cuánticas y, por lo tanto, son muy relevantes para la sociedad en términos de seguridad informática y protección de infraestructuras críticas.Sin embargo, en la actualidad, los repetidores cuánticos aún no están lo suficientemente maduros para su aplicación comercial y requieren más investigación.

Tasas de crecimiento anual futuras entre el 15 y el 25%

El análisis del estudio de las actividades de patentes en comunicación cuántica muestra claramente que la mayor proporción de solicitudes de patentes recientes provinieron de la UE (35%), seguida de Estados Unidos (29%) y China (15%).Incluso si la industria domina estas solicitudes de patentes con una proporción de aprox.En un 70%, la tecnología sigue estando fuertemente impulsada por organizaciones de investigación (aprox. 30%).

Además, el análisis de numerosos estudios de mercado sobre comunicación cuántica indica que el mercado crecerá con fuerza en los próximos años.La mediana de las valoraciones y proyecciones de mercado analizadas es una facturación global de 1.700 millones de euros en 2023, que podría aumentar hasta 5.800 millones de euros en 2030.

La mayoría de los estudios analizados proyectan tasas de crecimiento anual de entre el 15 y el 25%.Además, el análisis de las estrategias internacionales de investigación e innovación muestra que, además de Alemania y la UE, China, Estados Unidos, el Reino Unido, Japón y Corea del Sur han reconocido la importancia estratégica de la comunicación cuántica y han establecido programas de financiación relevantes.

Fortalecimiento de la soberanía tecnológica

El estudio, coordinado por el Dr. Thomas Schmaltz del Fraunhofer ISI y el Prof. Christoph Becher de la Universidad del Sarre, indica la necesidad de salvaguardar las tecnologías críticas en Alemania y Europa: en última instancia, una comunicación segura garantiza la seguridad nacional, la protección de los secretos y la privacidad comoasí como la integridad de los procesos económicos y políticos.

Para fortalecer la soberanía tecnológica de Alemania y Europa en materia de comunicación cuántica y poder comprender las tecnologías relevantes a nivel de sistema y desarrollarlas y producirlas, el estudio identifica una serie de desafíos que aún deben superarse.

Estos incluyen reducir los costos de infraestructura, que actualmente son muy altos, seguir desarrollando las tecnologías y aumentar la conciencia sobre los riesgos de seguridad de TI en la sociedad y entre los usuarios potenciales, lo que a su vez es uno de los requisitos previos para una implementación generalizada en el mercado.

La soberanía tecnológica podría fortalecerse mediante una financiación pública continua, incentivos de compra para los usuarios finales en la industria, inversiones en infraestructura europea, así como programas educativos y de relaciones públicas.Otras medidas de vital importancia incluyen la promocióntecnologíatransferencia a la industria, desmantelamiento de obstáculos a la aprobación y estrecha cooperación entre las autoridades de los estados miembros de la UE.