En mayo de 2023, el Dr. Benjamin Linnion de la Universidad de Innsbruck en Austria dio un paso importante hacia la creación de un nuevo tipo de Internet: transmitió información a lo largo de una fibra óptica de 50 kilómetros de largo utilizando los principios de la física cuántica.
La información en física cuántica es diferente de las unidades de datos (números binarios) almacenadas y procesadas por las computadoras que forman el núcleo de la actual World Wide Web. La física cuántica cubre las propiedades e interacciones de moléculas, átomos e incluso partículas más pequeñas como electrones y fotones.
poder de partículas
Los bits cuánticos, o «qubits», ofrecen la promesa de transmitir información de forma más segura porque las partículas cambian al observarlas y medirlas. Esto significa que un espía no puede pasar desapercibido.
Lennon dijo que su trabajo hace posible la Internet cuántica en las ciudades, con objetivos a larga distancia a seguir.
«Se puede imaginar que esto ocurre a gran escala urbana», dijo.
Su avance fue parte de un proyecto de investigación de la Unión Europea para acercar el objetivo de una Internet cuántica.
El proyecto, denominado Quantum Internet Alliance (QIA), reúne a institutos de investigación y empresas de toda Europa. La iniciativa recibirá 24 millones de euros de financiación de la UE durante tres años y medio hasta finales de marzo de 2026.
«No se pretende reemplazar la Internet clásica, sino trabajar en conjunto», dijo Stephanie Wehner, residente alemana que coordina QIA y profesora de información cuántica en la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos. «No vamos a reemplazar a Netflix».
Un concepto importante en la física cuántica es el entrelazamiento. Si dos partículas se entrelazan, no importa qué tan lejos estén en el espacio, tienen las mismas propiedades; por ejemplo, ambas tienen la misma medida llamada «giro», la versión cuántica de la dirección en la que se mueven las partículas.
El estado de giro de las partículas no está claro hasta que se observan. Hasta entonces, se encuentran en varios estados llamados superposiciones.
Pero cuando se ve una, se conoce el estado de ambas partículas.
Muy probable
Es útil en comunicaciones seguras. Las personas que piratearan la transmisión cuántica dejarían un rastro claro de su esfuerzo al cambiar el estado de una partícula observada.
«Podemos utilizar las propiedades del entrelazamiento cuántico para lograr un medio de comunicación segura que sea potencialmente seguro incluso si un atacante tiene una computadora cuántica», dijo Wehner.
La comunicación segura que proporciona la Internet cuántica puede abrir una gama muy amplia de aplicaciones que van más allá de los límites de la Internet clásica.
En medicina, por ejemplo, la física del entrelazamiento permite un nivel de sincronización del reloj que puede mejorar la telecirugía.
«Si quiero realizar una cirugía en algún nódulo remoto, quiero que se haga exactamente en el momento adecuado para que no haya errores», dijo Weiner.
La astronomía es otro beneficiario potencial.
Los telescopios de observación pueden «utilizar redes cuánticas para crear entrelazamientos entre sensores para obtener una mejor imagen del cielo», dijo Weiner.
Otro ejemplo podrían ser los cajeros automáticos.
Actualmente, en caso de que un cajero automático fallara mientras alguien estaba retirando dinero, la máquina asumiría que no se había entregado efectivo mientras que otro dispensador registraría el retiro. La Internet cuántica podría cerrar esta brecha.
Muchas aplicaciones de la Internet cuántica aparecerán sólo después de que se desarrolle la tecnología.
«Ofrece toda una gama de nuevas posibilidades para realizar mediciones precisas del espacio y el tiempo y para estudiar cómo funcionan el mundo y el universo», dijo Lennon.
prueba de distancia
El truco ahora consiste en ampliar la Internet cuántica para utilizar muchas partículas a largas distancias.
Lanyon y su equipo también han demostrado que no sólo las interacciones entre partículas individuales sino también los «trenes» de partículas (en este caso, partículas ligeras llamadas fotones) aceleran el entrelazamiento entre nodos cuánticos.
«Si envías un fotón a la vez, tendrás que esperar el tiempo de viaje», dijo. «Pero si se pueden crear trenes de múltiples fotones al mismo tiempo, se podrá aumentar la tasa de entrelazamiento entre los nodos cuánticos para las distancias que necesitamos».
El objetivo final es extender los nodos cuánticos a distancias mucho mayores, tal vez 500 kilómetros (310 millas), y crear un prototipo de Internet cuántico que pueda conectar ciudades distantes, de manera muy similar a como la Internet clásica depende de diferentes nodos para formar la Internet global.
Si bien una Internet cuántica podría estar disponible para aplicaciones específicas a partir de 2029, los expertos temen poner en peligro las estimaciones sobre cuándo podría estar disponible la versión completa para una gama más amplia de aplicaciones.
Mientras QIA desarrolla componentes y sistemas de Internet cuánticos, Europa también está trabajando para desarrollar computadoras cuánticas.
En junio de 2023, una asociación público-privada de la UE (la Empresa Conjunta Europea de Computación de Alto Rendimiento) anunció que seis países europeos albergarían computadoras cuánticas. Los países son República Checa, Francia, Alemania, Italia, Polonia y España.
El objetivo es garantizar que Europa esté a la vanguardia de la revolución de la tecnología cuántica. Se espera que las computadoras cuánticas tengan un poder computacional sin precedentes con muchos usos, incluida la capacidad de romper los algoritmos criptográficos que aseguran la mayoría de las transacciones actuales de Internet.
campo lleno de gente
Con estimaciones de que la mitad de los sistemas criptográficos en uso estarán rotos para finales de la década, Europa no es una parte interesada.
China y Estados Unidos han logrado avances en la computación cuántica y la Internet cuántica en los últimos años.
En el frente de la infraestructura, Europa está tomando otras medidas. Está desarrollando una infraestructura espacial y terrestre integrada para comunicaciones seguras, una especie de componente básico de la Internet cuántica.
«Estoy muy orgulloso de que seamos líderes mundiales en muchos ámbitos», afirmó Wehner.
Si bien aún queda mucho por hacer en todos los países interesados, los beneficios potenciales apuntan a mayores avances y logros.
«La gente está desarrollando nuevas aplicaciones de redes cuánticas a un ritmo bastante rápido», afirmó Lanyon.
La investigación de este artículo fue financiada por la UE. este es el articulo ohPublicado originalmente en Horizon, la revista de investigación e innovación de la UE..
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