Académico UANDES lidera investigación en comunicación cuántica segura a través del aire

Desarrollar pruebas de comunicación cuántica en las que la información se transmita a través del aire es el objetivo central de la investigación que lidera Kei Sawada, académico de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, y que se adjudicó recientemente un Fondecyt de Postdoctorado. “El proyecto apunta a sentar las bases de sistemas de comunicación inalámbrica cuántica más seguros, incorporando óptica adaptativa, una tecnología que permite corregir activamente las distorsiones que se producen cuando la luz se propaga por la atmósfera en movimiento, mediante el control preciso de elementos como espejos”, explica el investigador.

“En términos simples, esta línea de investigación propone enviar información no mediante ondas de radio, como ocurre en las telecomunicaciones actuales, sino a través de fotones, las partículas elementales de la luz. La información puede codificarse, por ejemplo, en el tiempo de llegada de un fotón: si llega antes se interpreta como un 0 y si llega después como un 1, permitiendo así transmitir mensajes digitales completos. La gran ventaja de este enfoque es su seguridad, ya que las leyes de la física impiden copiar exactamente un estado cuántico. Cualquier intento de espionaje introduce ruido en el sistema y delata de inmediato la intervención”, detalla Sawada.

La relevancia de avanzar en estas tecnologías se vuelve especialmente crítica frente al desarrollo acelerado de computadores cuánticos en distintos países. En el futuro, estas máquinas podrían tener la capacidad de romper los sistemas de encriptación actuales. “La comunicación cuántica, en cambio, es intrínsecamente segura incluso ante ese escenario, por lo que formar capacidades locales y anticiparse a estos riesgos resulta clave para el país. Además, existe la preocupación de que información cifrada hoy esté siendo almacenada para ser vulnerada cuando la tecnología lo permita, lo que refuerza la necesidad de proteger las comunicaciones con anticipación”, comenta.

La investigación se desarrolla en colaboración con el profesor titular de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Jaime Anguita; por la investigadora postdoctoral de la facultad, Nelly Cerpa; por los estudiantes de doctorado Carlos Pirela y Andrés Seguel y por el estudiante de magíster José Pablo Durandeau.

Las aplicaciones de este desarrollo van más allá de la seguridad de las telecomunicaciones gubernamentales, empresariales y personales. La transmisión de estados cuánticos abre la puerta a la computación cuántica distribuida, donde equipos ubicados en distintos lugares pueden operar de forma colaborativa. Asimismo, las mismas perturbaciones ambientales que dificultan la comunicación pueden aprovecharse en sensores cuánticos y radares de alta precisión. En el ámbito científico, estas herramientas podrían incluso permitir nuevas pruebas fundamentales sobre sistemas cuánticos bajo la influencia de la gravedad, un desafío histórico en la física moderna.

“A diferencia de los sistemas tradicionales de encriptación, cuya seguridad se basa en la dificultad matemática de resolver ciertos problemas, la comunicación cuántica fundamenta su protección en principios físicos inquebrantables, lo que la hace inmune incluso a tecnologías aún hipotéticas”, agrega el investigador Uandes.