Internet cuántico: la próxima revolución en la comunicación digital

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  Previsión Quantumrun
• 19 de Julio de 2022

Resumen de información

Si bien Internet ha transformado la sociedad, enfrenta vulnerabilidades de seguridad, lo que impulsa la investigación sobre la Internet cuántica. Los sistemas cuánticos emplean qubits, que permiten el procesamiento de información de una manera fundamentalmente diferente, presentando desafíos y oportunidades únicos. Los avances recientes en la estabilización de estados cuánticos abren puertas al cifrado cuántico, prometiendo una mayor seguridad de los datos, una transferencia de datos más rápida e impactos transformadores en todas las industrias.

Contexto de internet cuántico

Si bien Internet ha revolucionado la sociedad moderna, sigue estando plagado de vulnerabilidades de seguridad que ponen en peligro los ecosistemas digitales y la infraestructura pública crítica. Para abordar estas debilidades, los investigadores ahora están investigando las posibilidades que ofrece una Internet cuántica, que puede convertirse en realidad antes de lo previsto.

Los sistemas informáticos tradicionales ejecutan instrucciones según bits (o dígitos binarios) con un solo valor de 0 o 1. Los bits también son la unidad de datos más pequeña posible utilizada por las computadoras. Los sistemas cuánticos han llevado la ejecución de instrucciones al siguiente nivel mediante el procesamiento de bits similares a las computadoras tradicionales, pero también aprovechando los qubits, que le permiten procesar 0 y 1 simultáneamente. Estos qubits existen en estados cuánticos frágiles, que han sido difíciles de mantener en forma estable y representan un desafío para los investigadores de computadoras cuánticas. 

Sin embargo, en 2021, investigadores del conglomerado japonés Toshiba pudieron estabilizar el ambiente dentro de cables de fibra óptica a lo largo de 600 kilómetros enviando ondas de cancelación de ruido a lo largo de las líneas de fibra óptica. En China, los investigadores están desarrollando un método basado en satélites para desarrollar una red integrada de comunicación cuántica espacio-tierra que abarca 4,600 kilómetros, la más grande de su tipo.

Estos avances han abierto la puerta al cifrado cuántico en una Internet cuántica. En consecuencia, las leyes de la física involucradas con la distribución de claves cuánticas (QKD) las hacen imposibles de piratear, ya que cualquier interacción con ellas cambiaría los estados entrelazados de las partículas involucradas, alertando al sistema de que alguien había interactuado con ellas. También se ha demostrado con éxito el entrelazamiento de tres vías, que permite a tres usuarios compartir información secreta en una red cercana.

Impacto disruptivo 

La comunicación cuántica promete salvaguardar los datos más críticos para gobiernos y organizaciones. En seguridad nacional, esto se convierte en una herramienta indispensable, ya que garantiza que la información clasificada, las comunicaciones militares y los datos de infraestructura crítica permanezcan a salvo de las amenazas cibernéticas. Este mayor nivel de seguridad ofrece un escudo contra posibles ataques de computadoras cuánticas que podrían comprometer los sistemas criptográficos tradicionales.

Además, la Internet cuántica puede facilitar la transferencia de grandes cantidades de datos a largas distancias, lo que promete mejoras exponenciales en las velocidades de procesamiento de la red. En el sector financiero, las operaciones de alta frecuencia y el análisis de mercado en tiempo real pueden permitir a los operadores tomar decisiones en una fracción de segundo. Mientras tanto, los astrónomos pueden recibir datos en tiempo real de telescopios de todo el mundo, lo que conduce a una comprensión más profunda del cosmos, mientras que los físicos de partículas pueden analizar conjuntos de datos masivos generados por aceleradores de partículas sin demora, acelerando el ritmo de los descubrimientos científicos.

Sin embargo, también hay que considerar los posibles desafíos de seguridad que plantean los dispositivos y redes cuánticos. Las computadoras cuánticas, con sus velocidades de procesamiento y potencia computacional incomparables, tienen la capacidad de descifrar los sistemas criptográficos tradicionales que sustentan la seguridad del mundo digital actual. Para abordar esto, es posible que los gobiernos, organizaciones y empresas deban invertir en criptografía poscuántica. La transición al cifrado cuántico seguro no es una tarea sencilla, ya que implica actualizar toda la infraestructura digital.

Implicaciones del procesamiento cuántico en la industria de las comunicaciones 

Las implicaciones más amplias de que una Internet cuántica esté ampliamente disponible pueden incluir:

• Los gobiernos y las empresas invierten sustancialmente en el desarrollo y mantenimiento de redes y tecnologías cuánticas, lo que requiere importantes recursos financieros y planificación estratégica.
• El panorama geopolítico está cambiando a medida que las naciones se esfuerzan por asegurar su propia infraestructura de Internet cuántica, lo que lleva a una mayor competencia y cooperación internacionales en el espacio de la tecnología cuántica.
• Individuos y organizaciones que obtienen acceso a herramientas de comunicación privadas y altamente seguras, lo que permite intercambios confidenciales pero también genera preocupación sobre el posible uso indebido de dicha tecnología con fines ilícitos.
• La industria de la salud está experimentando avances en la investigación médica, el descubrimiento de fármacos y la medicina personalizada.
• Nuevas oportunidades laborales en campos relacionados con la tecnología cuántica, lo que impulsa la demanda de profesionales capacitados en computación cuántica, criptografía y seguridad de redes.
• Los requisitos energéticos de los dispositivos y redes cuánticos afectan el consumo de electricidad, lo que requiere el desarrollo de tecnologías cuánticas energéticamente eficientes.
• Mayor cooperación internacional en investigación y estándares cuánticos que garanticen la compatibilidad y la seguridad en una Internet cuántica conectada globalmente.

Preguntas a considerar

• ¿De qué otra manera cree que Internet cuántica y las redes privadas de comunicación cuántica beneficiarán al público? ¿O la industria privada?
• ¿Cree que la computación clásica basada en bits seguirá existiendo incluso cuando las tecnologías basadas en cuánticas la reemplacen? ¿O existirán los dos métodos de computación en equilibrio dependiendo de sus fortalezas y debilidades?