La Internet cuántica está surgiendo; ¿qué es y qué podemos esperar?

En julio de 2020, el Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE, por su sigla en inglés) y el entonces Subsecretario de Ciencia, Paul Dabbar, anunciaron el Plan de Estados Unidos para la Internet Cuántica, en el que se detallaba cómo los Estados Unidos están abordando esta tecnología emergente que promete redefinir la forma en que el mundo se comunica y maneja los datos. 

Desde este anuncio, esta Internet de próxima generación ha crecido significativamente y se espera que se implemente y se utilice ampliamente en los próximos 5 a 10 años. 

Esta red de próxima generación ha sido descrita como «inhackeable». También se supone que puede transferir grandes cantidades de datos a través de una red a velocidades mucho más rápidas de lo que es posible actualmente, explotando el fenómeno cuántico conocido como entrelazamiento.  

Teletransporte de datos

Las redes tradicionales envían bits – unos y ceros – a través de grandes distancias. Actualmente, los unos y los ceros hacen girar el mundo. En cambio, la Internet cuántica teletransporta qubits, la versión cuántica de los bits, entre dispositivos cuánticos como ordenadores, procesadores, repetidores y conmutadores, aprovechando el entrelazamiento cuántico. 

El entrelazamiento cuántico es un fenómeno al que Albert Einstein se refirió como «acción fantasmal a distancia». Este fenómeno dejó perplejo al genio porque parecía enviar datos más rápido que la velocidad de la luz, una constante universal que Einstein se empeñaba en que no podía ser vulnerada. 

Cuando dos partículas están enlazadas, lo que le ocurre a una de ellas se nota inmediatamente en su compañera entrelazada. Así, aunque se separen dos partículas entrelazadas a distancias que se miden en años luz, la manipulación de una partícula se nota inmediatamente en la otra, lo que inspira a mucha gente a describir el fenómeno como «teletransporte» o «más rápido que la luz». 

Es discutible si los datos viajan realmente más rápido que la luz en este escenario. A pesar de nuestra capacidad para explotar el entrelazamiento, aún se desconoce mucho sobre él. Como nuestros antepasados, que no entendían cómo se encendía el fuego pero aún así eran capaces de explotar su energía.  

Hoja de ruta

La creación de una Internet cuántica está muy avanzada. En julio de 2020 el DOE ya había avanzado significativamente estableciendo «17 Laboratorios Nacionales del DOE como columna vertebral de la Internet Cuántica». 

En el verano de 2020 el DOE ya contaba con un banco de pruebas de 52 millas para las comunicaciones cuánticas entre varias universidades» en colaboración con Fermilabs y la Universidad de Chicago. 

Este progreso fue impulsado por una política de la era Trump que se promulgó en diciembre de 2018 con la Ley de Iniciativa Cuántica Nacional, un esfuerzo bipartidista que «compromete a los Estados Unidos a mantener y ampliar su liderazgo en la ciencia de la información cuántica (QIS), así como a desarrollar nuevas capacidades cuánticas».

En aquel momento, Dabbar declaró que «nuestro objetivo para la Internet cuántica es reunir a una comunidad amplia y diversa de nuestros laboratorios, el sector privado y las universidades, una comunidad que combinará las capacidades e infraestructuras de red tradicionales con nuevo hardware, nuevos materiales y nuevos métodos para crear algo verdaderamente innovador».

Gran parte de la Internet cuántica podrá funcionar en la infraestructura existente, lo que eliminará la necesidad de sustituir grandes franjas de la red actual. 

En la actualidad, la seguridad de los datos es extremadamente difícil, como demuestran las periódicas violaciones de la seguridad, entre las que se incluyen dos importantes infracciones recientes que amenazaron gravemente la infraestructura de Estados Unidos. La Internet cuántica promete asegurar los datos de una vez por todas. 

En la comunicación clásica, un algoritmo crea claves que encriptan los datos de un usuario antes de enviarlos y luego se descifran en su destino. Estas claves son difíciles, pero no imposibles, de descifrar, lo que permite a los malos actores acceder a redes críticas, así como a información corporativa y personal. 

La Internet cuántica, en cambio, utiliza qubits para crear y transferir claves que, si se manipulan, pierden inmediatamente su significado y todos los datos se pierden, deteniendo a los hackers en su camino. Esto significa que cualquier información personal transmitida a través de una red cuántica será segura. 

Las entidades que dependen de una red segura, como los bancos, los intercambios de criptomonedas y las plataformas de redes sociales, serán prácticamente inviolables.

Además, los usuarios de Internet podrán enviar muchos más datos más velozmente con la Internet cuántica. La transferencia instantánea de archivos medidos en terabytes será posible y habitual.  

Se espera que la Internet normal permanezca sin cambios en el futuro inmediato; sin embargo, la Internet cuántica probablemente complementará la infraestructura existente, lo que permite una transición gradual entre las dos redes. 

La Internet actual se estableció por primera vez en 1962, cuando J.C.R. Licklider, del Massachusetts Institute of Technology (MIT), envió una serie de memos a través de la primera red. 

Se necesitaron décadas para implantar una red mundial que cambió la forma de comunicarse, trabajar y vivir de las personas. En comparación, la Internet cuántica está tardando apenas unos años en hacerse realidad. 

A finales de esta década, los datos y las redes utilizadas para enviarlos se transformarán creando un entorno mucho más rápido y seguro.