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Un grupo de físicos pone a prueba la criptografía cuántica para dispositivos móviles portátiles

Hasta ahora solo ha sido posible usar la criptografía cuántica entre lugares que cuenten con equipamiento apropiado, como por ejemplo laboratorios de óptica cuántica. Sin embargo, un grupo de físicos ha estado trabajando en un modo de poder usarla con dispositivos móviles de mano.

The Physics arXiv Blog 29/08/2013

La criptografía cuántica utiliza las leyes de la física para garantizar el secreto de los mensajes enviados desde un lugar a otro. Es una de las pocas tecnologías cuánticas lo suficientemente maduras como para dar el salto desde el laboratorio al mundo comercial.

Así que los Gobiernos y las organizaciones militares y comerciales (como por ejemplo los bancos) están interesados ​​en utilizar este tipo de secretismo perfecto. De hecho, en los últimos 10 años han surgido una serie de empresas para vender el servicio.

Un problema es que la criptografía cuántica únicamente es posible entre lugares que tengan el tipo de equipamiento que por lo general solo se encuentra en los laboratorios de óptica cuántica. Por lo general, requiere que tanto el transmisor y el receptor tengan una fuente de fotones individuales, una forma de controlar y modificar los fotones y detectores de fotones superconductores.

Es más, el equipamiento en cada extremo tiene que estar alineado cuidadosamente para que ambas partes sean capaces de detectar la polarización de los fotones que envían. Y si se produce algún ruido que cambie la polarización de los fotones, la criptografía simplemente deja de funcionar.

Eso descarta cualquier posibilidad de utilizar la criptografía cuántica con dispositivos de mano ya que, obviamente, son difíciles de alinear.

Jeremy O'Brien, desde la Universidad de Bristol y junto a algunos colegas, acaba de revelar una forma de resolver este problema que, según afirma, podría hacer que la criptografía cuántica pudiera usarse en máquinas portátiles.

Con la nueva técnica solo una de las partes, por ejemplo Alicia, tiene que poseer el engranaje de óptica cuántica, es decir, una fuente de fotones y todo lo demás. Alicia crea los fotones y luego los envía por una fibra óptica común a Roberto, que es quien está al otro lado.

Roberto solo tiene que modificar los fotones para codificarlos con información antes de enviarlos de nuevo a Alicia. Esto simplifica drásticamente las necesidades de equipamiento de Roberto, y permite encajarlo todo en un dispositivo de mano.

O'Brien y compañía también usan una forma robusta de distribución de claves cuánticas que no requiere que Alicia y Roberto alineen sus equipos antes de realizar una medición.

En su lugar, Alicia y Roberto hacen mediciones en direcciones al azar y luego publican la lista de direcciones para que cualquier pueda verla. Solo aquellas mediciones que hayan resultado estar alineadas contribuyen al código.

Mientras que la alineación entre Alicia y los dispositivos de Roberto cambie lentamente en comparación con la tasa a la cual los fotones van y vienen entre ellos, el mecanismo funciona bastante bien. O'Brien y compañía denominan la nueva técnica como rfiQKD (siglas de 'reference frame independent quantum key distribution').

O'Brien y sus colaboradores comparan la nueva técnica con un protocolo de criptografía cuántica convencional conocido como BB84. Cuando el equipo añade ruido deliberadamente para simular un cambio en la alineación, el protocolo BB84 inmediatamente deja de funcionar.

Por el contrario, el rfiQKD es mucho más robusto. Funciona cuando los niveles de ruido son altos e incluso cuando se sobrecarga, y comienza a funcionar de nuevo tan pronto como los niveles de ruido descienden, a diferencia del protocolo BB84. "Hemos demostrado la capacidad de recuperación automática y pasiva de nuestro sistema después de períodos de ruido rápido y sustancial que fuerzan un fallo de protocolo", señaló el equipo.

El resultado final es un sistema que tiene el potencial de llevar la criptografía cuántica a una gama mucho más amplia de aplicaciones de lo que ha sido posible hasta ahora, señalan O'Brien y sus colegas. "Los resultados amplían significativamente el potencial operativo del QKD fuera del laboratorio y abren el camino al uso de la seguridad cuántica mejorada para el público en general con dispositivos móviles portátiles".

Ref: arxiv.org/abs/1308.3436 : Reference Frame Independent Quantum Key Distribution Server With Telecom Tether For On-Chip Client

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