Mejor distribución de claves cuánticas gracias a controlar cada fotón por separado

Se ha conseguido usar fotones controlados cada uno por separado en un enlace de comunicaciones para distribución de claves cuánticas.

Este logro reciente de científicos de varias instituciones alemanas, incluyendo la Universidad de Wurzburgo y la Universidad Ludwig-Maximilian, abre las puertas hacia la creación de redes que permitan una comunicación sin posibilidad de interceptarla por el camino para espiar su contenido.

En el experimento, se produjeron protones individuales usando dos dispositivos hechos de nanoestructuras de material semiconductor que emitían un fotón cada vez que eran excitados por un impulso eléctrico. Los dos dispositivos fueron construidos con materiales semiconductores diferentes para que emitieran fotones de colores distintos.

La distribución de claves cuánticas no es algo nuevo, y ha estado en uso comercial durante varios años. Sin embargo, las técnicas que actualmente se utilizan a escala comercial distan aún mucho del máximo nivel de seguridad alcanzable con mejoras como la ensayada en la nueva investigación a cargo del equipo de Sven Hoefling.

Usar fotones controlados por separado es mucho más seguro. En los sistemas láser comúnmente usados, su naturaleza hace que a veces se emitan dos fotones muy cerca uno del otro. Un espía puede usar esas emisiones de fotones muy juntos para extraer información.

Un sistema más sofisticado, capaz de controlar los fotones uno a uno, evita esas emisiones indeseadas de fotones demasiado cerca entre sí, y representa por tanto la tecnología idónea para su uso en los sistemas de comunicación seguros que utilicen protocolos de comunicación cuántica.


La distribución de claves cuánticas es un proceso que permite a dos partes, por ejemplo Isabel y Juan, compartir una clave secreta que luego puedan utilizar para proteger datos que se deseen enviar entre sí. La clave secreta está compuesta por un flujo de fotones que "giran" en diferentes direcciones (vertical, horizontal o diagonalmente), según las preferencias del emisor.

Las leyes de la física dictan que no es posible medir el estado, o "espín", de una partícula, como por ejemplo un fotón, sin alterarlo, así que si María tratara de interceptar la clave enviada entre Isabel y Juan, ello se haría evidente de inmediato.

En el nuevo experimento, se produjeron fotones individuales con alta eficiencia, que luego fueron convertidos en una clave y transmitidos con éxito desde el emisor hasta el receptor, a través de 40 centímetros de espacio libre en el laboratorio.