El estudio, publicado en Physics Reports y con participación de investigadores del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO), revisa cómo la criptografía cuántica puede mantener su seguridad incluso cuando los dispositivos involucrados presentan fallas o son manipulados, abriendo paso a un futuro de comunicaciones más seguras.
En un mundo donde los ciberataques y la vulneración de datos son cada vez más sofisticados, la criptografía cuántica surge como una de las alternativas más prometedoras para garantizar la seguridad de la información. Así lo plantea una reciente investigación internacional publicada en la revista Physics Reports, en la que participó el académico de la Universidad de Concepción e investigador asociado de MIRO, Stephen Walborn, y la doctorante Letícia Lira Tacca, también miembro del instituto.
El trabajo —titulado “The future of secure communications: Device independence in quantum key distribution”— revisó los avances en el desarrollo de sistemas de comunicación cuánticos, cuyos principios permiten que los mensajes sean cada vez más difíciles de hackear, incluso cuando los dispositivos utilizados no son completamente confiables.
“El estudio se enfoca en cómo la criptografía cuántica puede seguir siendo segura incluso si los dispositivos fallan o son manipulados. Gracias a las leyes de la física cuántica, las claves secretas se generan sin depender del buen funcionamiento del hardware”, explica la investigadora Letícia Lira Tacca.
Este enfoque, conocido como independencia del dispositivo, consolida un cambio de paradigma en la forma en que se entiende la seguridad cuántica. Hasta ahora, los sistemas dependían del correcto funcionamiento de los aparatos involucrados. Sin embargo, este trabajo demuestra que las leyes fundamentales de la física pueden proteger la información más allá de las imperfecciones del hardware.
“En la práctica, los dispositivos nunca son perfectos y sus fallas pueden ser explotadas por un atacante. Los protocolos device-independent permiten garantizar la seguridad a partir de las correlaciones cuánticas observadas, sin asumir que los equipos funcionan idealmente, ofreciendo una protección mucho más robusta frente a vulnerabilidades técnicas y ataques laterales”, detalla el investigador MIRO y académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la U. de Concepción, Stephen Walborn.
Un nuevo marco para la seguridad cuántica
El artículo presenta una revisión exhaustiva de los avances teóricos y experimentales en torno a la Distribución Cuántica de Claves Independiente del Dispositivo (DI-QKD), una rama avanzada de la criptografía cuántica que se apoya en correlaciones no locales para garantizar la seguridad de las comunicaciones.
Durante dos años, el equipo internacional —con investigadores de Eslovaquia, Italia, Suiza, Polonia y Chile— recopiló y analizó las principales investigaciones en la materia, incluyendo simulaciones, modelos teóricos y experimentos reales de implementación del protocolo.
“Nuestro grupo se encargó de revisar los experimentos realizados en este campo, demostrando sus metodologías y desafíos para llevarlos a sistemas reales de comunicación”, agrega Tacca.
Los resultados ofrecen un marco más realista y robusto para el futuro despliegue de redes cuánticas seguras a nivel global, al permitir que la seguridad de las comunicaciones no dependa de la confiabilidad del hardware, sino de principios cuánticos fundamentales.
Hacia la criptografía cuántica del futuro
La investigación, además de revisar el estado del arte, proyecta los próximos pasos en esta línea de desarrollo: la implementación experimental de protocolos DI-QKD en laboratorios, un desafío que hasta ahora ha sido abordado solo por un reducido número de grupos científicos en el mundo.
En términos prácticos, esta tecnología podría servir para construir redes de comunicación imposibles de hackear, con aplicaciones en bancos, gobiernos, servicios médicos y transacciones digitales. En el futuro, incluso podría proteger información frente a computadoras cuánticas, capaces de romper los sistemas de encriptación actuales.
“MIRO y la comunidad chilena de óptica cuántica pueden aportar investigación de alto nivel en fotónica, generación de estados cuánticos y protocolos avanzados de QKD, además de servir como plataforma de pruebas para nuevas tecnologías. Esto posiciona a Chile como un contribuyente directo al desarrollo e implementación de futuras redes de comunicaciones cuánticas seguras a escala global”.
Publicada en Physics Reports —una de las revistas más prestigiosas en el ámbito de la física teórica y aplicada—, esta investigación consolida el liderazgo de MIRO en el estudio de los fundamentos y aplicaciones de la óptica cuántica, y su contribución al desarrollo de tecnologías que redefinirán la seguridad de las comunicaciones en el siglo XXI.
Revisa el artículo completo aquí: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370157325002558?via%3Dihub