Enlace de datos cuánticos establecido entre dos ciudades chinas distantes


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Un cable de fibra óptica transportaba datos cifrados cuánticos entre dos ciudades distantes

KTSDESIGN / Getty Images / Biblioteca de fotografías científicas de RF

Se ha creado un enlace cuántico seguro a una distancia de 511 kilómetros entre dos ciudades chinas utilizando un relé en el medio en el que no es necesario confiar. Podría ayudar a extender las redes cuánticas seguras.

Cuando un par de fotones se entrelazan cuánticamente, puede inferir instantáneamente el estado de uno midiendo el otro, sin importar qué tan lejos estén. Esta es la base del cifrado cuántico: el uso de partículas entrelazadas para crear claves seguras y garantizar que los mensajes sean secretos.

Investigaciones anteriores han creado pares de fotones entrelazados y han transmitido uno a un receptor, creando un vínculo que puede establecer una clave cuántica. Pero Qiang Zhang de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China y sus colegas extendieron la distancia máxima de un enlace de distribución de clave cuántica a través de un cable utilizando un paso intermedio que no lee datos, sino que solo verifica si coinciden con lo que se envió desde el otro extremo.

Los láseres en ambos extremos de un cable de fibra óptica envían fotones entre sí. Estas partículas de luz están en fases aleatorias, el patrón de picos y valles en su movimiento. Cuando un par de fotones con una fase correspondiente se encuentran en el concentrador central, el sistema alerta tanto al emisor como al receptor a través de un enlace de datos tradicional.

Debido a que cada extremo sabe lo que transmitió y si coincide con la fase del otro, puede intercambiar una clave cuántica que se puede utilizar para cifrar los datos enviados a través de redes tradicionales. Es importante destacar que el concentrador central no sabe qué se envió, solo si las dos señales coinciden.

Un experimento reciente de Toshiba Europe en Cambridge, Reino Unido, demostró un enlace de 600 kilómetros utilizando la misma tecnología, pero todo el dispositivo estaba alojado en un laboratorio. El equipo chino utilizó una conexión de fibra óptica de 511 kilómetros de largo entre las ciudades de Jinan y Qingdao, con un receptor central ubicado entre ellas en Mazhan.

Zhang dice que existe una competencia sana entre los dos laboratorios para ampliar los récords de distancia de cada uno. “En el laboratorio tienes un acondicionador de aire, pero en el campo, cuando cambia la temperatura, observarás la desviación de fase de los fotones”, dice.

"Para convertir algo que funciona en un laboratorio en algo que funciona en el campo, creo que hacen un buen trabajo", dice Peter Kruger de la Universidad de Sussex, Reino Unido. “En el laboratorio nadie puede hablar porque arruina la experiencia y claramente en el campo no se puede controlar esto. Los fotones individuales de cientos de millas son bastante notables.

Referencia de la revista: Fotónica de la naturaleza, DOI: 10.1038 / s41566-021-00828-5

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