Asseguran “diners quàntics” que no es poden falsificar

La revista Science va publicar un avanç en una de les idees més singulars de la criptografia actual: “Money quàntic”.

L’estudi va ser realitzat per un equip d’investigadors del laboratori Kastler Brossel de la Universitat de La Sorbona, París, França i publicat el 19 de setembre.

Aquest grup de científics va demostrar experimentalment que és possible Integrar les memòries òptiques quàntiques en un protocol criptogràfic que segueix un esquema de diners quàntics proposat originalment per Stephen Wiesner als anys 80.

És a dir, el que es va verificar és La possibilitat de crear fitxes quàntiquesguardeu -los, recupereu -los i verifiqueu la seva autenticitat, amb una memòria quàntica com a peça intermèdia.

Les fitxes quàntiques són representacions digitals que Contenen informació codificada en estats quànticscom la polarització dels fotons.

La seva característica principal és que No es poden clonar A causa del “teorema no clonant” de la mecànica quàntica, cosa que els fa ideals per a aplicacions d’autenticació i seguretat.

I on entra el concepte de “diners quàntics”?

Els diners quàntics es poden entendre com Una forma especialitzada d’aquestes fitxes quàntiques.

El que va demostrar l’experiment és que aquestes fitxes es poden generar, emmagatzemades temporalment en una memòria quàntica i Després es va verificar amb precisiósense perdre les seves propietats quàntiques.

Això representa un pas important cap a la implementació pràctica de diners quàntics, ja que permet que aquests “bitllets” (fitxes) quàntics siguin transportables i verificables, Mantenir la seva singularitat i resistència a la falsificació.

Els diners quàntics són com si els bitllets físics tinguessin una tinta especial que, intentant copiar -les, descompondre o canviar de color, revelant falsificació.

A la versió quàntica, aquesta tinta està representada per partícules com fotons: el seu estat no es pot clonar ni mesurar sense alterar -la. A la pràctica, això fa impossible generar una còpia idèntica i fa que aquest tipus de testimonis siguin únics.

El paper de la memòria quàntica va ser clau per demostrar que es pot executar el procés complet sota criteris de seguretat verificables.

De la teoria a l’experiment

El treball experimental es basava en tres passos fonamentals.

En primer lloc, es van utilitzar polsos de llum molt febles, com ara petits flaixos tènues compostos per pocs fotons la polarització de la qual es va utilitzar la direcció en què es vibra l’ona de llum) Codifiqueu la informació quàntica.

Aquesta polarització funciona com a bloqueig microscòpic: defineix estats tan delicats que, quan s’intenta copiar -los, Inevitablement alteren.

Una alteració permetria detectar intrusos. Si un atacant mesura o intenta clonar un fotó polaritzat, l’estat es pertorba i el canvi Detectable garanteix la integritat de la comunicacióun pilar de la informàtica quàntica segura.

En una segona fase, aquests estats es van emmagatzemar en el que l’estudi descriu com una “memòria quàntica òptica”. Imagineu -vos una mena de seguretat feta d’àtoms neutres, refredat amb làser fins gairebé immòbil.

Al ser tan fred, els àtoms es comporten com la calma surt en un estany, a punt per registrar els moviments mínims que Representen informació quàntica (Aquells estats de llum que porten les dades codificades).

Qualsevol interferència arruïnaria el missatge, però aquesta tecnologia, segons l’informe, va assolir gairebé el 100% d’eficiència i va produir “nivells de soroll molt baixos”.

Finalment, els estats emmagatzemats es van recuperar i verificar amb “estrictes mesures de seguretat”.

Aquesta memòria quàntica complirà aquest paper sense deteriorar el missatge és, segons els autors, què marca La diferència contra els assajos anteriors.

En estudis anteriors, l’etapa d’emmagatzematge era mínima o inexistent; D’altra banda, aquesta vegada va funcionar com l’enllaç tangible d’una cadena que Abans només podríeu imaginar -vos en teoria.

La imatge següent representa un esquema que il·lustra com s’integren les tecnologies òptiques i electròniques per implementar protocols quàntics avançats, com els que es podrien utilitzar en diners quàntics o autenticació segura:

Un avanç amb implicacions més àmplies

Segons un entorn especialitzat, el que és rellevant és que la memòria quàntica va deixar de ser una abstracció teòrica Per convertir -se en una eina viable.

Moltes propostes de diners quàntics van començar a partir de la premissa que els estats es podrien emmagatzemar indefinidament o en condicions ideals.

L’experiment francès demostra que els records van assolir un nivell d’eficiència i estabilitat que Permetria usos reals.

La cadena completa (creació, emmagatzematge, recuperació i verificació) és un altre dels punts destacats. Després d’haver demostrat aquesta seqüència en un entorn controlat, fa què Abans només era la teoria En un possible component dels sistemes pràctics.

A més dels diners quàntics, les memòries òptiques obren la porta a altres aplicacions: repetidors per a una comunicació quàntica de llarga durada, sincronització precisa de xarxes o processament distribuït.

El que falta al davant

Tot i que és un pas important, l’estudi també reconeix les limitacions.

Els experiments es van dur a terme amb estats Condicions relativament simples i sota control controlades.

Per a aplicacions més àmplies, caldria pujar en eficiència, temps d’emmagatzematge i robustesa contra pertorbacions externes.

L’informe indica que, fins i tot amb bons resultats, els dispositius quàntics no estan lliures de soroll i pèrdues. Aquests marges, en entorns menys controlats, podrien permetre errors de verificació o vulnerabilitats.

A això s’hi afegeix la necessitat d’infraestructures sofisticades: fonts de fotons, òptiques precises, detectors avançats i records quàntics estables, Tecnologies que encara no estan disponibles o de baix cost.

Finalment, la verificació planteja un repte addicional. L’esquema original de Wiesner depenia d’una autoritat central amb la capacitat de validar fitxes.

Perquè un sistema de diners quàntic funcioni de manera més oberta i descentralitzada, com el bitcoin, caldria dissenyar Mètodes de verificació accessibles a diversos actorssense confiar en un sol emissor.

L’experiment presentat també té la limitació de ser recolzat per un model de verificació de fitxes centralitzat.