El internet cuántico es una red que permitirá a dispositivos cuánticos intercambiar información en un entorno que aprovecha las leyes de la mecánica cuántica. En teoría, el internet cuántico tendría una capacidad nunca vista, con niveles de funcionamiento inalcanzables para las aplicaciones web actuales.
Las primeras ideas sobre la comunicación cuántica se remontan a 1970, cuando el físico Stephen Wiesner propuso que la información podría codificarse en unidades llamadas qubits, que son sistemas cuánticos con dos estados posibles, como por ejemplo el spin de un átomo o la polarización de un fotón.
Wiesner señaló que, ya que no se pueden medir las propiedades de un qubit sin modificarlo, es imposible hacer copias exactas del mismo. Esta propiedad, conocida como el teorema de no clonación, implica que es imposible extraer información del sistema sin ser detectado.
Inspirados por Wiesner, en 1984 los informáticos Charles Bennett y Gilles Brassard desarrollaron un protocolo para generar una clave de encriptación que solo los usuarios sabrían codificándola en los estados de polarización de fotones, el esquema BB8421. Este protocolo se basa en el fenómeno de la distribución de claves cuánticas (QKD por sus siglas en inglés), que garantiza la seguridad de la comunicación frente a posibles espías.
En 1989, Bennett lideró al primer equipo que demostró experimentalmente la QKD, enviando fotones a través de un cable de fibra óptica. Desde entonces, se han realizado numerosos avances en este campo, tanto teóricos como experimentales.
Desarrollo en el tiempo y estado actual del internet cuántico
Uno de los mayores desafíos para construir el internet cuántico es lograr transmitir qubits a largas distancias sin perder su información. Los qubits son muy sensibles al ruido y a las interferencias del entorno, lo que provoca su decoherencia. Para evitar este problema, se necesitan dispositivos que puedan amplificar o repetir la señal cuántica sin alterarla.
Estos dispositivos se conocen como repetidores cuánticos y se basan en otro fenómeno de la mecánica cuántica: el entrelazamiento. El entrelazamiento es una correlación especial entre dos o más qubits que hace que sus estados dependan unos de otros, incluso si están separados físicamente. Mediante el entrelazamiento, se puede transferir información entre qubits sin enviarla directamente, lo que se conoce como teleportación cuántica.
En los últimos años, se han logrado varios hitos en el desarrollo del internet cuántico. Por ejemplo:
- En 2015, se estableció el primer enlace terrestre entre dos ciudades usando QKD y repetidores cuánticos ópticos.
- En 2016, se creó la primera red cuántica entre ocho usuarios usando fibra óptica y nodos seguros.
- En 2017, se lanzó el primer satélite cuántico, el Micius chino, que logró distribuir claves cuánticas entre dos estaciones terrestres separadas por más de 1000 km.
- En 2020, se publicó la primera hoja de ruta para la creación de una red de internet cuántico en Estados Unidos por parte del Departamento de Energía.
Actualmente, existen varios proyectos e iniciativas para impulsar el internet cuántico a nivel mundial. Algunos ejemplos son:
- La Quantum Internet Alliance (QIA), un consorcio europeo que busca desarrollar una arquitectura y protocolos para el internet cuántico.
- La Quantum Internet Task Force (QITF), un grupo de trabajo estadounidense que busca establecer estándares y recomendaciones para el internet cuántico.
- La Quantum Internet Development Organization (QIDO), una organización internacional que busca promover la colaboración y la innovación en el internet cuántico.
Proyecciones futuras y impacto social del internet cuántico
El internet cuántico es una tecnología disruptiva con un potencial ilimitado en términos de innovación y aplicaciones. Algunas de las posibles ventajas y beneficios del internet cuántico son:
- Una mayor seguridad y privacidad de la comunicación, al estar protegida por las leyes de la física cuántica.
- Una mayor velocidad y capacidad de transmisión de datos, al poder codificar más información en menos qubits.
- Una mayor integración y escalabilidad de los dispositivos cuánticos, al poder conectarlos en red y compartir recursos.
- Una mayor eficiencia y precisión en la resolución de problemas complejos, al poder aprovechar el poder de cómputo de los ordenadores cuánticos.
El internet cuántico tendrá un impacto significativo en diversos sectores y ámbitos de la sociedad, como por ejemplo:
- El sector financiero, al permitir reforzar la seguridad de las transacciones online y mejorar la gestión de riesgos y la optimización de carteras.
- El sector sanitario, al permitir mejorar el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades, así como el desarrollo de nuevos fármacos y vacunas.
- El sector público, al permitir mejorar la protección de datos sensibles, así como la eficiencia y la transparencia de los servicios públicos.
- El sector educativo, al permitir mejorar el acceso y la calidad de la educación, así como el desarrollo de nuevas habilidades y competencias.
- El sector científico, al permitir mejorar la investigación y el descubrimiento en campos como la astronomía, la física, la química, la biología o la inteligencia artificial.
La conclusión del tecno escultor
El internet cuántico es una tecnología emergente que promete revolucionar la comunicación y el cómputo en el siglo XXI. Aunque todavía se enfrenta a varios desafíos técnicos y logísticos, su desarrollo avanza a pasos agigantados gracias a la colaboración entre diversos actores e instituciones. El internet cuántico abrirá un nuevo mundo de posibilidades para la sociedad, con beneficios tanto económicos como sociales.
