Los generadores de números aleatorios son cruciales para el cifrado que protege nuestra privacidad y seguridad al realizar transacciones digitales, como comprar productos en línea o retirar efectivo de un cajero automático. Por primera vez, los ingenieros han desarrollado un rápido generador de números aleatorios basado en un cuantoproceso mecánico que podría entregar las claves de cifrado más seguras del mundo en un paquete lo suficientemente pequeño como para usar en un dispositivo móvil.
En el diario de The Optical Society, óptica , los investigadores informan sobre su dispositivo totalmente integrado para la generación de números aleatorios. El nuevo trabajo representa un avance clave en el camino hacia la incorporación de generadores de números aleatorios basados en cuántica, entregando los números de mayor calidad y, por lo tanto, el más alto nivel de seguridaden computadoras, tabletas y teléfonos móviles.
"Hemos logrado poner la tecnología cuántica que se ha utilizado en experimentos científicos de alto perfil en un paquete que podría permitir su uso comercial", dijo el primer autor del artículo, Carlos Abellan, estudiante de doctorado en ICFO-El Instituto de Ciencias Fotónicas, miembro del Instituto de Ciencia y Tecnología de Barcelona, España. "Este es probablemente solo un ejemplo de tecnologías cuánticas que pronto estarán disponibles para su uso en productos comerciales reales. Es un gran paso adelante en la medida en quela integración concierne "
El nuevo dispositivo funciona a velocidades en el rango de gigabits por segundo, lo suficientemente rápido para el cifrado de datos de comunicación en tiempo real, como un teléfono o videollamadas, o para cifrar grandes cantidades de datos que viajan hacia y desde un servidor como eseutilizado por una plataforma de redes sociales. También podría encontrar uso en predicciones del mercado de valores y simulaciones científicas complejas de procesos aleatorios, como interacciones biológicas o reacciones nucleares.
Reduciendo lo verdaderamente aleatorio
Los generadores de números aleatorios utilizados en la actualidad se basan en algoritmos informáticos o en la aleatoriedad de procesos físicos, esencialmente versiones complejas de lanzar dados una y otra vez para obtener números aleatorios. Aunque los números generados parecen ser aleatorios, conociendo cierta información, comoya que cuántos "dados" se están utilizando, puede permitir que los piratas informáticos a veces descifren los números, lo que hace que los datos protegidos sean vulnerables a la piratería.
Sin embargo, el nuevo dispositivo genera números aleatorios basados en las propiedades cuánticas de la luz, un proceso que es inherentemente aleatorio y, por lo tanto, imposible de predecir sin importar cuánta información se conozca. Aunque otros investigadores han desarrollado generadores de números aleatorios cuánticos, tienentodo ha sido más grande o más lento que el dispositivo reportado en el óptica papel
"Hemos demostrado previamente que los procesos cuánticos que tienen lugar exhiben una aleatoriedad verdadera", dijo Valerio Pruneri, quien dirigió el esfuerzo de investigación colaborativa. "En este nuevo documento, hicimos un gran avance tecnológico al usar un nuevo diseño que incluye dos láseresque interfieren entre sí en un espacio confinado. Esto hace que el dispositivo sea más pequeño y mantiene las mismas propiedades que se usaron en los experimentos anteriores ".
Creando un dispositivo práctico
Los investigadores utilizaron la tecnología de circuito integrado fotónico PIC para crear dos generadores de números cuánticos que juntos miden 6 por 2 milímetros. La tecnología PIC ofrece una forma de integrar componentes fotónicos, como los láseres y detectores utilizados por el nuevo generador aleatorio cuántico- en un chip con un tamaño reducido y bajo consumo de energía. Lo más importante es que los dispositivos basados en PIC se pueden integrar con la electrónica tradicional, lo que podría permitir que el generador de números aleatorios se use con la electrónica de conducción, lectura y procesamiento necesaria para el cálculo ocomunicaciones
"Probamos que las tecnologías cuánticas están al alcance práctico mediante la explotación de PIC", dijo Pruneri. "La generación de números aleatorios cuánticos, así como la criptografía cuántica y otras tecnologías basadas en cuánticas se beneficiarán de la tecnología basada en PIC porque permite construir productos comercialesy productos innovadores. La nuestra es una primera demostración "
Este trabajo fue un esfuerzo multiinstitucional que incluyó investigadores del ICFO-The Institute of Photonic Sciences, VLC Photonics SL, Universitat Politècnica de Valencia, ICREA- Institució Catalana de Recerca i Estudis Avancats, todos en España, así como Politecnico diMilano en Italia.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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