La criptografía cuántica utiliza las leyes de la física para garantizar la privacidad de los mensajes enviados desde un lugar a otro. Es una de las pocas tecnologías cuánticas que ha madurado lo suficiente como para dar el salto del laboratorio al mundo comercial.

Los gobiernos, organizaciones militares y organizaciones comerciales, como bancos por ejemplo, están interesados en tener este tipo de privacidad. Y de hecho, algunas compañías han surgido en los últimos 10 años para intentar vender este servicio.

El problema de la criptografía cuántica es que la comunicación solo es posible entre lugares que tengan el tipo de “maquinaria” adecuada, normalmente entre laboratorios de óptica cuántica. Normalmente requiere que tanto el emisor como el receptor tengan una fuente de fotones únicos, una forma de controlar y modificar los fotones individuales y los detectores superconductores de fotones.

Y para complicar aún mas las cosas, el equipamiento de ambos tiene que estar cuidadosamente alineado para que ambas partes (emisor y receptor) sean capaces de detectar la polarización de los fotones que envían. Si hay algún ruido (también llamado interferencia) que cambie la polarización de los fotones, la criptografía simplemente no funciona.

Esto dificulta la utilización de la criptografía cuántica en dispositivos de mano, lo que dificultaría obviamente su utilización. Hasta ahora…

Hoy, Jeremy O’Brien en la universidad de Bristol y un par compañeros han revelado una forma de resolver este problema, que dicen que podría hacer que la criptografía cuántica pudiera usarse en dispositivos de mano.

En esta nueva técnica, solo una de las partes, “Alice Say”, necesita tener una “maquina” de óptica cuántica, como una fuente de fotones. Alice crea los fotones y entonces los envía a través de un cable de fibra óptica ordinario a “Bob”, la otra parte.

Bob, simplemente modifica los fotones para codificarlos con la información antes de enviarlos de nuevo a Alice. Esto simplifica drásticamente el equipamiento que Bob necesita, permitiendo que este pueda adaptarse a un dispositivo de mano.

O’Brien y sus compañeros también usan una fuerte llave de distribución que no requiere que Alice y Bob alineen su equipamiento antes de realizar una medida.

En vez de esto, Alice y Bob hacen medidas en direcciones aleatorias y luego publican la lista de direcciones para que cualquiera pueda verlas. Solo las medidas que se alineen contribuirán al código.

Mientras que el alineamiento entre los dispositivos Alice y Bob cambia despacio comparado con el rato al que los fotones pasan entre ellos, este mecanismo funcionara bastante bien. O’Brien y sus compañeros han denominado a esta técnica “Reference frame independent quantum key distribution” o rfiQKD.

El equipo de O’brien compara esta técnica con el protocolo convencional de criptografía quántica conocido como BB84 y la comparativa es favorable. Cuando el equipo añadió ruido deliberadamente para simular un cambio de alineación, el protocolo BB84 dejo de funcionar inmediatamente.

En comparación, el protocolo rfiQKD es mucho mas fuerte. Funciona cuando los niveles de ruido son altos, e incluso cuando este se vuelve abrumador, vuelve a funcionar cuando este baja, no como en el protocolo BB84. El equipo dijo: “Hemos demostrado la capacidad de recuperación automática y pasiva del sistema después de periodos de rápido y sustancial ruido que forzaba un fallo del protocolo”.

Ref: arxiv.org/abs/1308.3436 : Reference Frame Independent Quantum Key Distribution Server With Telecom Tether For On-Chip Client