Debajo de muchas ciudades hay redes complejas de fibras ópticas que transportan datos, codificados en pulsos de luz, a oficinas y hogares. Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur NUS y Singtel, el principal grupo de tecnología de comunicaciones de Asia, han demostrado una técnica queayudará a los pares de partículas de luz a navegar sin problemas por estas redes, un avance que permitirá una seguridad cibernética más fuerte. La demostración se realizó en 10 km de la red de fibra de Singtel. Este proyecto, realizado en Singapur, está impulsado por la Investigación y Desarrollo de Seguridad Cibernética NUS-SingtelLaboratorio, una asociación público-privada apoyada por la Fundación Nacional de Investigación, Oficina del Primer Ministro, Singapur. Se basa en la experiencia del Centro de Tecnologías Cuánticas CQT en NUS.
Este nuevo enfoque admite el despliegue de una tecnología conocida como distribución cuántica de claves QKD. Transmitida a través de redes de fibra, utiliza señales enviadas en partículas de luz conocidas como fotones. La detección de fotones individuales crea claves de cifrado para una comunicación segura. Datos cifradoscon tales claves es resistente a todos los hacks computacionales.
Las pruebas de QKD se llevan a cabo en todo el mundo, ya que los gobiernos y las empresas reconocen la necesidad de fortalecer su seguridad cibernética. Las pruebas de QKD realizadas por el equipo de NUS-Singtel utilizan pares de fotones que están conectados por la propiedad cuántica del enredo. La mayoría de los esquemas de QKD requierenque el emisor y el receptor de un mensaje secreto intercambian fotones directamente o confían en la fuente de sus claves. Con este enfoque alternativo, es posible verificar la seguridad de una clave proporcionada por un proveedor externo.
Funciona así: el proveedor crearía un par de fotones, luego los dividiría, enviando uno a las dos partes que quieran comunicarse de forma segura. El enredo significa que cuando las partes miden sus fotones, obtienen resultados coincidentes,ya sea un 0 o 1. Hacer esto para muchos fotones deja a cada parte con patrones idénticos de 0s y 1s, dándoles una clave para bloquear y desbloquear un mensaje.
Por lo general, cada fotón encuentra un curso de obstáculos diferente de segmentos de fibra empalmada y cajas de conexiones. En sus caminos, los fotones también sufren dispersión, donde se extienden efectivamente. Esto afecta la capacidad de los operadores para rastrear los fotones.
El nuevo truco, publicado el 4 de abril en la revista científica letras de física aplicada , mantiene sincronizados los fotones enredados a medida que recorren diferentes caminos a través de la red. Esto es importante porque se identifican por la brecha entre sus tiempos de llegada al detector. "La información de sincronización es lo que nos permite vincular pares de eventos de detección juntos""Preservar esta correlación nos ayudará a crear claves de cifrado más rápido", dice James Grieve, un investigador del equipo.
La técnica funciona diseñando cuidadosamente la fuente de fotones para crear pares de partículas de luz con colores a ambos lados de una característica conocida de fibra óptica llamada 'longitud de onda de dispersión cero'. Normalmente, en las fibras ópticas la luz azul llegaría más rápido que la luz roja, extendiendo los tiempos de llegada de los fotones. Trabajar alrededor del punto de dispersión cero hace que sea posible igualar las velocidades a través del enredo de la energía del tiempo de los fotones. Luego se preserva el tiempo.
El profesor asociado Alexander Ling, investigador principal de CQT, dirigió este trabajo para el laboratorio NUS-Singtel. Dijo: "Antes de estos resultados, no se sabía si la naturaleza de segmentos múltiples de fibra desplegada permitiría la cancelación de dispersión de alta precisión, porque los segmentos generalmente no tienen longitudes de onda de dispersión cero idénticas "
Al demostrar que puede funcionar, el equipo aumenta las expectativas de QKD sobre la fibra comercial. Los fotones enredados también pueden encontrar otras aplicaciones. Por ejemplo, los fotones en cada par se crean dentro de femtosegundos entre sí. Sus tiempos de llegada coordinados pueden sincronizarserelojes para operaciones de tiempo crítico como el comercio financiero.
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Materiales proporcionados por Centro de Tecnologías Cuánticas en la Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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