La física cuántica y el futuro de las telecomunicaciones

Avances en telecomunicaciones cuánticas prometen redes "inhackeables"

La teoría cuántica, inventada por Max Planck en 1900, surgió como un "truco matemático" para explicar la naturaleza de luz emitida por llamas u otros cuerpos calientes; el físico y matemático alemán ganó en 1918 el Premio Nobel de Física por la ideación de los cuantos (múltiplos exactos de determinada cantidad mínima). La física cuántica explica los fenómenos de las partículas subatómicas, escalas donde la física clásica parece no tener cabida. Gracias al "truco" de Planck, se han desarrollado las cuatro áreas básicas de lasaltas tecnologías, es decir: semiconductores, láser, superconductores e ingeniería genética. Pero eso no es todo, además parece ser todavía la clave para las tecnologías del futuro, entre ellas, simulación, computación y telecomunicaciones.

Superposicióny entrelazamientocuánticos son estudiados por investigadores de la comunidad científica internacional, pues se busca aprovechar sus características para aplicarlas en diversas tecnologías. En el caso particular de las telecomunicaciones, la distribución de claves cuánticas (quantum key distribution, QKD) es el protocolo de seguridad más importante de la criptografía cuántica y su propósito es garantizar la seguridad incondicional, esto es: cualquier manipulación ejercida por un espía sobre un canal cuántico de comunicación es detectada; entraría aquí en juego el principio de superposición cuántica. También existen propuestas que garantizan la seguridad con base en la propiedad de entrelazamiento, mediante pares entrelazados de qubits (partículas correlacionadas cuánticamente).

El primer satélite cuánticodel mundo, denominado Experimentos Cuánticos a Escala Espacial, es chino y fue lanzado al espacio el 16 de agosto de 2016. También llamado "Micio", en honor a un filósofo chino del siglo V antes de nuestra era que es considerado la primera persona de ciencia en realizar experimentos ópticos, el satélite posibilitó la distribución de pares de fotones entrelazadosa una distancia de 1200 kilómetros en junio de 2017. Se habla ahora no solo de la carrera por el descubrimiento espacial, sino además de la carrera por la ciencia espacial; y el gigante asiático está a la vanguardia. El éxito del experimento sentó las bases para estudiar la física cuántica espacial, verificar teorías de la gravedad cuánticay construir la comunicación cuántica mundial.

Tales avances cobran particular importancia en el marco de la Semana Mundial del Espacio, celebrada cada año del 4 al 10 de octubre desde 1999, por decreto de la Organización de las Naciones Unidas, en honor a: el lanzamiento del primer satélite artificial, el Sputnik 1, efectuado el 4 de octubre de 1957; y la entrada en vigor del primer tratado para usos pacíficos del espacio, el 10 de octubre de 1967. El lema de la edición 2018 es "El espacio acerca a los pueblos del mundo", y es que desde sus inicios durante la segunda mitad del siglo XX, la carrera espacial ha brindado a la humanidad numerosas tecnologías que se han incorporado a la vida diaria, no solo la iluminación LED y las células solares de silicio, de igual forma aportó los sistemas de comunicación a larga distancia.

No obstante, los prometedores avances de la física cuántica para el futuro de las telecomunicaciones, podrían aún pasar décadas antes de ver estas tecnologías en pleno funcionamiento. Mientras la era de las telecomunicaciones cuánticas llega para revolucionar el sector, ya existe una tecnología espacialorientada a satisfacer las necesidades de conexión en lugares remotos: el Internet satelital. En torno a la importancia que éste tiene para sectores como el pesquero o el petrolero, el VP Regional de Líneas de Negocio y Operaciones de Axesat, Pablo Hoyos, comentó que "esta tecnología tiene la capacidad de llevar Internet a empresas que operan en zonas donde otras no pueden llegar; por ejemplo, plataformas petroleras en mar abierto, barcos pesqueros, minas y poblaciones serranas".

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