EEUU lanza una comunicación cuántica segura en un reactor nuclear — cómo funciona

Investigadores estadounidenses de la Universidad de Purdue y el Laboratorio Nacional Oak Ridge han demostrado por primera vez en el mundo la posibilidad de comunicación cuántica segura en un reactor nuclear en funcionamiento. 

Se observa que los científicos han realizado una distribución cuántica de las claves para Toshiba pone en marcha en Purdue el primer reactor PUR-1 del mundo sistemas de cifrado cuántico en una instalación nuclear. El mundo busca actualmente fuentes de energía eficientes y respetuosas con el medio ambiente. Los reactores modulares pequeños y los microrreactores son una alternativa a las grandes centrales nucleares.

Aunque estos reactores producen muchos menos residuos nucleares que las centrales nucleares tradicionales, se enfrentan a los mismos problemas de seguridad y siguen siendo vulnerables a los ciberataques. Métodos actuales cifrado son bastante potentes hoy en día, pero más desarrollo de tecnologías cuánticas pueden hacer que estos métodos queden rápidamente obsoletos. 

Mientras otros países se han pasado a los sistemas digitales de control de reactores, el PUR-1 sigue siendo el único reactor nuclear totalmente digital de Estados Unidos, que utiliza pantallas, teclados y cables Ethernet en lugar de mandos y sistemas analógicos para controlar las operaciones. El sistema de control e instrumentación es totalmente digital. Investigadores estadounidenses se asocian con una empresa japonesa Toshiba probará el sistema de comunicación cuántica segura QKD en un reactor. 

Sistema La QKD utiliza la mecánica cuántica y las mediciones de un sistema mecánico cuántico para perturbar los estados cuánticos. Esto permite averiguar fácilmente si alguien ha intentado entrar en el sistema y qué parte de la información puede haberse perdido. 

La eficacia del sistema se comprobó conectando dos nodos directamente al reactor Intercambiaron claves cuánticas seguras a través de un cable de fibra óptica monomodo. Para simular los escenarios de despliegue, los investigadores introdujeron líneas de retardo y atenuadoresdispositivo pasivo especial que reduce el voltaje, la corriente o la potencia de las oscilaciones eléctricas o electromagnéticas con el fin de introducir distancia e interferencias entre los nodos, y comprobaron además su rendimiento. 

Los resultados de las pruebas mostraron que el sistema generaba claves de forma estable a 320 Kbps y funcionaba con una tasa de error de bits cuánticos del 3,8% a una distancia de 54 km. Cuando se limitó a 68 señales básicas, los investigadores añadieron que el cifrado con una clave de un solo uso funcionó a una distancia de 135 km.

El retardo del sistema durante el cifrado y el descifrado fue inferior a medio segundo. Al mismo tiempo, los investigadores han encontrado formas de almacenar claves de reserva en caso de fallo de la conexión. 

Qubits láser en los cielos de Long Island — científicos prueban la comunicación cuántica en el aire