Internet cuántica: a próxima revolución na comunicación dixital

• autor:
• nome do autor

  Previsión de Quantumrun
• Xullo 19, 2022

Resumo de insight

Aínda que Internet transformou a sociedade, enfróntase a vulnerabilidades de seguridade, que impulsan a investigación sobre a internet cuántica. Os sistemas cuánticos empregan qubits, que permiten o procesamento da información dun xeito fundamentalmente diferente, presentando desafíos e oportunidades únicos. Os avances recentes na estabilización dos estados cuánticos abren as portas para o cifrado cuántico, prometendo unha seguridade de datos mellorada, unha transferencia de datos máis rápida e impactos transformadores en todas as industrias.

Contexto cuántico de internet

Aínda que Internet revolucionou a sociedade moderna, segue plagada de vulnerabilidades de seguridade que poñen en perigo os ecosistemas dixitais e as infraestruturas públicas críticas. Para abordar estas debilidades, os investigadores investigan agora as posibilidades que ofrece unha Internet cuántica, que pode converterse nunha realidade antes do previsto.

Os sistemas informáticos tradicionais executan instrucións segundo bits (ou díxitos binarios) cun único valor de 0 ou 1. Os bits tamén son a unidade de datos máis pequena posible empregada polos ordenadores. Os sistemas cuánticos levaron a execución de instrucións ao seguinte nivel procesando bits similares aos ordenadores tradicionais pero tamén aproveitando qubits, que lle permiten procesar 0s e 1s simultáneamente. Estes qubits existen en estados cuánticos fráxiles, que foron difíciles de manter nunha forma estable e supoñen un desafío para os investigadores de computadores cuánticos. 

Non obstante, en 2021, os investigadores do conglomerado xaponés Toshiba puideron estabilizar o ambiente dentro de cables de fibra óptica a máis de 600 quilómetros enviando ondas de cancelación de ruído polas liñas de fibra óptica. En China, os investigadores están a desenvolver un método baseado en satélites para desenvolver unha rede de comunicación cuántica integrada espazo-terra que abarca 4,600 quilómetros, a máis grande deste tipo.

Estes desenvolvementos abriron a porta para o cifrado baseado en cuánticos nunha internet cuántica. En consecuencia, as leis da física implicadas coa distribución de claves cuánticas (QKD) fan que sexan imposibles de piratear, xa que calquera interacción con elas cambiaría os estados entrelazados das partículas implicadas, alertando ao sistema de que alguén interactuara con elas. Tamén se demostrou con éxito o enredo de tres vías, permitindo que tres usuarios compartan información secreta nunha rede próxima.

Impacto perturbador 

A comunicación cuántica ten a promesa de salvagardar os datos máis críticos para gobernos e organizacións. Na seguridade nacional, esta convértese nunha ferramenta indispensable, xa que garante que a información clasificada, as comunicacións militares e os datos de infraestruturas críticas estean a salvo das ameazas cibernéticas. Este maior nivel de seguridade ofrece un escudo contra posibles ataques dos ordenadores cuánticos que poderían comprometer os sistemas criptográficos tradicionais.

Ademais, internet cuántico pode facilitar a transferencia de grandes cantidades de datos a longas distancias, prometendo melloras exponenciais nas velocidades de procesamento da rede. No sector financeiro, a negociación de alta frecuencia e a análise do mercado en tempo real poden permitir aos comerciantes tomar decisións en fracción de segundo. Mentres tanto, os astrónomos poden recibir datos en tempo real de telescopios de todo o mundo, o que leva a unha comprensión máis profunda do cosmos, mentres que os físicos de partículas poden analizar conxuntos de datos masivos xerados polos aceleradores de partículas sen demora, acelerando o ritmo do descubrimento científico.

Non obstante, tamén hai que ter en conta os posibles retos de seguridade que representan os dispositivos e redes cuánticas. As computadoras cuánticas, coas súas velocidades de procesamento e potencia computacional inigualables, teñen a capacidade de romper os sistemas criptográficos tradicionais que sustentan a seguridade do mundo dixital actual. Para solucionar isto, os gobernos, as organizacións e as empresas poden necesitar investir en criptografía post-cuántica. A transición ao cifrado cuántico seguro non é unha tarefa sinxela, xa que implica actualizar toda a infraestrutura dixital.

Implicacións do procesamento cuántico na industria das comunicacións 

As implicacións máis amplas de que unha internet cuántica estea amplamente dispoñible poden incluír:

• Gobernos e empresas que invisten substancialmente no desenvolvemento e mantemento de redes e tecnoloxías cuánticas, que requiren importantes recursos financeiros e planificación estratéxica.
• O panorama xeopolítico está cambiando a medida que as nacións se esforzan por garantir a súa propia infraestrutura de Internet cuántica, o que leva a unha maior competencia e cooperación internacional no espazo da tecnoloxía cuántica.
• Persoas e organizacións que acceden a ferramentas de comunicación privadas e altamente seguras, que permiten intercambios confidenciais, pero tamén suscitan preocupacións sobre o posible uso indebido desta tecnoloxía con fins ilícitos.
• A industria da saúde experimenta avances na investigación médica, o descubrimento de medicamentos e a medicina personalizada.
• Novas oportunidades de traballo en campos relacionados coa tecnoloxía cuántica, que impulsan a demanda de profesionais cualificados en computación cuántica, criptografía e seguridade de redes.
• Os requisitos enerxéticos dos dispositivos e redes cuánticas que afectan o consumo de electricidade, requirindo o desenvolvemento de tecnoloxías cuánticas eficientes enerxéticamente.
• Aumento da cooperación internacional en investigación cuántica e estándares que garantan a compatibilidade e a seguridade nunha Internet cuántica conectada a nivel mundial.

Preguntas a ter en conta

• De que outra maneira pensas que a internet cuántica e as redes de comunicación cuánticas privadas beneficiarán ao público? Ou industria privada?
• Cres que a informática clásica baseada en bits seguirá existindo aínda que as tecnoloxías baseadas en cuánticas a substitúan? Ou existirán os dous métodos informáticos en equilibrio dependendo dos seus puntos fortes e débiles?