CHINA | Tecnologías

Quantum Computing and the New Space Race


Por Agencias
Publicada:2018-07-04

Great powers need to think more seriously of the challenges that the final frontier will pose.
Hasta ahora, la mayora de la tecnologa se ha basado en las leyes clsicas de la fsica (newtoniana y otras).



Imagen:space
EN ENERO DE 2017, los cientficos chinos comenzaron oficialmente los experimentos utilizando el primer satlite con habilitacin cuntica del mundo, que llevar a cabo una serie de pruebas destinadas a investigar las comunicaciones cunticas basadas en el espacio a lo largo de los prximos dos aos. El satlite es el primero de su tipo y se lanz oficialmente en agosto de 2016 desde el desierto de Gobi. El satlite, llamado Micius en honor al cientfico y filsofo chino, fue desarrollado por cientficos chinos y austracos dentro del proyecto Quantum Experiments at Space Scale (QUESS). El proyecto ha atrado la atencin de expertos y medios de comunicacin de todo el mundo, ya que los satlites con capacidad cuntica podran proporcionar la infraestructura para futuras redes de comunicacin a prueba de hackers. En un momento en que los ataques cibernticos se llevan a cabo con mayor facilidad, mejorar la seguridad de las comunicaciones es crucial para garantizar la proteccin de la informacin sensible para los estados, las entidades privadas y las personas. Para los estados, asegurar las comunicaciones tambin conlleva ventajas geopolticas estratgicas. Cules son las posibles implicaciones de la tecnologa de satlites con capacidad cuntica, en el contexto de los problemas actuales de seguridad global y la expansin de las capacidades de ingeniera de China en el espacio y en otros lugares?

Hasta ahora, la mayora de la tecnologa se ha basado en las leyes clsicas de la fsica (newtoniana y otras). La tecnologa de comunicacin moderna utiliza ondas de radio, que transfieren datos cifrados con complejos algoritmos matemticos. La complejidad de estos algoritmos asegura que los terceros tengan dificultades para descifrarlos. Sin embargo, con un mayor poder de cmputo y la creciente sofisticacin de las tecnologas de piratera, tales mtodos de comunicacin son cada vez ms vulnerables a la interferencia.

Aqu es donde entra la fsica cuntica. Segn la teora cuntica, las partculas subatmicas pueden actuar como si estuvieran en dos lugares a la vez. Esta propiedad puede ser manipulada por cientficos, de modo que una partcula puede adoptar cualquiera de los dos estados (por ejemplo, girar hacia arriba o girar hacia abajo). Si no se observa la partcula, estar en un estado de "superposicin". Es decir, ser una combinacin de ambos estados. Sin embargo, si se observa la partcula, el acto de observarla invariablemente alterar su estado, colapsando as la "superposicin". Este fenmeno se conoce como el "efecto observador". Los cientficos pueden manipular varias partculas en un estado de "superposicin". , "En el que estn fusionados y dependen uno del otro", conocido como "enredo cuntico".

Experimentos previos con encriptacin cuntica tuvieron cierto xito, pero el medio no fue apropiado. Los mensajes de enredo cuntico se enviaron a travs de fibras pticas; sin embargo, el problema era que la seal terminara siendo absorbida por el medio y, por lo tanto, no era factible hacerlo a largas distancias. Enviar un mensaje cuntico enmallado a largas distancias requerira "repetidores cunticos": dispositivos que capturan y retransmiten la informacin cuntica. La alternativa fue iniciada por China e involucra irradiar fotones enredados a travs del vaco del espacio, donde nada puede absorberlos.

El satlite chino funciona disparando un lser a travs de un cristal, creando un par de fotones (minsculas partculas subatmicas) en un estado de "enredo". La mitad de cada par se enva luego a dos estaciones separadas en la Tierra. El objetivo es generar claves de comunicacin cifradas con grupos de fotones entrelazados, en los cuales la informacin est codificada por un conjunto de nmeros aleatorios generados entre dos usuarios. Si un tercero intenta observar o interferir con uno de los haces de fotones enredados, la teora cuntica dictamina que la clave de cifrado ser alterada y se volver ilegible, debido al "efecto observador" antes mencionado. En este caso, el usuario puede cambiar el mensaje o cancelarlo.

El programa QUESS se divide en tres fases. La primera etapa del experimento, recientemente realizada por cientficos, involucr teletransportar un fotn desde una estacin terrestre en China al satlite, estableciendo una red cuntica de satlite a tierra. La segunda y la tercera etapa son ms ambiciosas, ya que pretenden lograr un enredo cuntico entre Beijing y Graz (cerca de Viena). En 2017, se inform que el QUESS haba tenido su primer xito, cuando emita fotones entre el satlite y dos estaciones terrestres y mostraba que las partculas podan permanecer en un estado cuntico vinculado a una distancia de 1.200 km, empequeeciendo el rcord de distancia anterior. de 144 km, ubicado en las Islas Canarias. Este experimento us rayos lser montados en un satlite. El haz se dividi y gener pares de fotones que permanecieron en un estado enmaraado. Los fotones enredados fueron canalizados en dos telescopios que los proyectaban en dos estaciones separadas: uno estaba en Delingha (en la meseta tibetana) y el otro a 1.203 km de distancia, en el Observatorio Gaomeigu en Lijiang.

Despus de establecer enlaces de comunicaciones confiables utilizando esta tcnica, el elemento ms desafiante desde el punto de vista tcnico de los experimentos, sera posible crear redes de comunicacin habilitadas para la cuntica "superseguras", simplemente agregando satlites.

En los prximos cinco aos, los cientficos chinos esperan realizar un experimento de seguimiento, en el que un satlite de comunicaciones cunticas se colocar en una rbita ms alta de 20,000 km.

Las implicaciones para la seguridad global son abundantes. Si la tecnologa de encriptacin cuntica es eventualmente empleada a gran escala, el hackeo, el cableado o el descifrado de cdigo tanto en el dominio de comunicaciones como en el militar quedaran obsoletos, ya que las claves encriptadas cunticamente no pueden ser observadas tericamente por terceros. Este tema es de gran importancia, dada la creciente influencia de los ciberataques en los asuntos internos. En los Estados Unidos, los ataques y el ciberespionaje de los atacantes cibernticos rusos -presuntamente en colaboracin con el Kremlin- revelaron efectivamente informacin privada (incluidos muchos correos electrnicos) de funcionarios del Partido Demcrata, lo que perjudic su credibilidad durante la campaa electoral presidencial de 2016. Esta tctica tambin ha sido probada durante las elecciones en Ucrania. La tecnologa de Quantum tambin se podra utilizar para evitar infracciones a gran escala de informacin pblica y privada, evitando eventos como la violacin de datos de Yahoo en 2013, que afect a ms de mil millones de usuarios.

Fuente:nationalinterest/by Nayef Al-Rodhan





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