Se realizó una distribución cuántica de claves independiente de los dispositivos de medición (DI-QKD) entre dos nodos basados en átomos individuales, conectados por fibras ópticas de hasta 100 km. Para aumentar la tasa de generación de estados entrelazados, se empleó interferencia monofotónica (para anunciar eventos) y conversión cuántica de frecuencia que reduce las pérdidas en la fibra. Un esquema especial de emisión de Rydberg suprime el retroceso del fotón sobre el átomo sin añadir ruido adicional. Se alcanzó un entrelazamiento átomo-átomo de alta fidelidad y tasas de clave asintóticas positivas en todo el rango de distancias. En 11 km, durante 624 horas, se prepararon 1,2 millones de pares de Bell anunciados, lo que permitió estimar una clave finita extraíble segura contra ataques generales a un nivel de 0,112 bits por evento. Los resultados eliminan la brecha entre los experimentos demostrativos de redes cuánticas y su aplicación práctica.
Los mensajes comunes son interceptados sin que nadie se dé cuenta. Los físicos idearon una manera de crear un secreto compartido que se rompe instantáneamente al ser observado. En lugar de papel, partículas individuales de luz (partículas). Esta comunicación cuántica se basa en la ley: toda medición altera el objeto cuántico.
Es como dos monedas inseparablemente unidas. Al lanzar una, la otra, incluso a 100 km, siempre cae del mismo lado. Pero si alguien la observa, la moneda se voltea, delatando al espía. Precisamente una pareja así se creó a partir de dos átomos. Para que los átomos se «conocieran» a distancia, cada uno emitió un fotón-moneda. El problema es que en la fibra óptica la luz se atenúa rápidamente. Los científicos recolorearon los fotones a un cómodo color infrarrojo y luego los devolvieron al original. Otro obstáculo: al emitir un fotón, el átomo recibe un retroceso y pierde sincronía. Para evitarlo, el átomo se llevó a un estado especial: su electrón saltó a una órbita lejana y el átomo se infló como un globo. Este «globo» se desinfla suavemente, sin empujón, sin generar ruido. La idea de esta trampa para interceptores fue desarrollada por Artur Ekert y Charles Bennett.
Resultado: a 100 km, la comunicación funcionó con gran precisión y la clave se extrajo sin interrupción. En un tramo de 11 km, durante 26 días, se recolectaron 1,2 millones de parejas de monedas y se extrajeron de ellas bits secretos a razón de 0,112 bits por pareja. El internet cuántico, donde la escucha está prohibida por la propia naturaleza, deja de ser ficción.
🎯 Las partículas entrelazadas se comportan exactamente como monedas emparejadas: caen del mismo lado sin importar dónde se lancen, y la observación las cambia al instante, delatando al intruso.
🎬 Los escritores de ciencia ficción llevan tiempo explotando esta idea: en las novelas de Ursula K. Le Guin, el «ansible» proporciona comunicación instantánea precisamente gracias a las partículas entrelazadas.