La aplicación de la computación cuántica en el campo de las comunicaciones está comenzando a desarrollarse y se prevé la creación de redes cuánticas a pequeña escala en un plazo de cinco años. En este camino, los científicos comparan el momento actual con el comienzo de internet tal como lo conocemos.
¿Qué diferencia a la computación cuántica del modelo convencional?
Así como las computadoras eran solo accesibles para los científicos y otros profesionales a comienzos de 1970, hoy la computación cuántica está también en sus comienzos y al alcance de muy pocos. Tanto en Estados Unidos como en China hay ya una carrera por la construcción de ordenadores cuánticos, más allá de iniciativas ya existentes como por ejemplo en la Universidad holandesa de Delft.
En lugar de utilizar bits o un sistema binario de 0 y 1, la computación cuántica se basa en qubits, los que pueden estar en una superposición de estados (más allá del 0 y el 1) y pueden además ser entrelazados. Estas múltiples posibilidades de estados y relaciones entre los qubits les vuelve poderosos: con solo 50 qubits se pueden resolver problemas que hoy están fuera del alcance de los computadores tradicionales más poderosos.
Los beneficios de la computación cuántica en las comunicaciones
Velocidad y seguridad son las principales ventajas de una red cuántica. En teoría, la capacidad de entrelazar los qubits haría posible la comunicación instantánea: sin importar la distancia entre dos qubits entrelazados, el cambio de estado de uno de ellos tendría un impacto instantáneo en el otro.
En cuanto a la seguridad, resulta imposible espiar una conversación sobre una red cuántica. La mecánica cuántica establece que la medición del estado cuántico de un objeto cambiará dicho estado. En las comunicaciones significaría que el acto de interceptar un mensaje codificado cambiaría el contenido del mensaje en forma instantánea.
Pero a diferencia de los sistemas tradicionales de comunicación, los qubits no pueden ser copiados o amplificados. Esto ha llevado a probar redes repetidoras que ya están en operación, con nodos que codifican y descodifican los qubits para que puedan ser enviados a través de cables de fibra óptica o transportados vía satélite.
El principio utilizado para desarrollar estas redes es la distribución cuántica de claves, que permite a dos nodos compartir en forma segura una clave de cifrado sin posibilidades de que esta sea interceptada. Posteriormente, se podrían descifrar los mensajes encriptados a través de los canales de comunicación convencionales.
Existen todavía procesos inestables en la tecnología cuántica en los que se está trabajando, como es el de entrelazar qubits a distancia, o el desarrollo de memorias cuánticas para permitir protocolos de comunicación más complejos. Se requieren mejores formas de codificar, almacenar y transmitir la información cuántica para facilitar la creación de protocolos similares a los del internet actual. Son desafíos importantes con un largo camino de investigación por delante, aunque los científicos confían en que las primeras redes cuánticas multinodo se verán en los próximos años.
