Físicos españoles desarrollan sistema de comunicación cuántico que emite y blinda mensajes en emergencias

Un equipo de físicos españoles está participando en el proyecto de colaboración internacional COMPHORT, que tiene como finalidad desarrollar un sistema de comunicación cuántico capaz de emitir y blindar mensajes en situaciones de emergencia. Su coordinador es Carlos Antón, del Departamento de Física de materiales de la Universidad Autónoma de Madrid, y está financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI).

El proyecto COMPHORT tiene como fin la creación de un dispositivo para emitir fotones individuales de manera eficiente. Además, se busca que sea sencillo, de manejo fácil, y que pueda funcionar a temperatura ambiente. Conseguirlo será un hito, ya que como explica Antón, «generalmente los dispositivos cuánticos deben enfriarse a temperaturas inferiores a las de las profundidades del espacio, lo que es complicado y caro«.

Antón señala además que su idea pasa por «usar estos fotones individuales en protocolos de comunicación cuántica, en los que se puede cifrar un mensaje de forma segura, ya que un «fotón únic» no se puede dividir en dos fotones ni se puede copiar o clonar. Estos fotones únicos serán generados por un «emisor cuántico» en un material especial (defectos en nitruro de boro hexagonal) que funciona perfectamente a temperatura ambiente«.

El plan del equipo que desarrollará el sistema de comunicación cuántico consiste en insertar estos emisores cuánticos en una «trampa para la luz. Se trata de una «cavidad óptica«, y se puede pensar en ella «como en dos espejos paralelos, donde los fotones rebotan de un lado a otro, interactuando con el emisor cuántico, lo que hace que la generación de un solo fotón a partir del emisor sea mucho más eficiente y rápida«.

El científico señala también que «este dispositivo cavidad-emisor constituye una fuente de fotón único super-brillante. Queremos que este dispositivo de fotón único sea fácil de usar, por eso planeamos excitar el emisor cuántico con pulsos eléctricos, en lugar de con láseres, ya que estos suelen ser frágiles, voluminosos y caros«.

El proyecto inició su andadura en julio de 2024, y se prolongará hasta junio de 2027, aunque la fuente de fotones individuales ultraeficiente para poder utilizar el sistema, operada a temperatura ambiente, estará ya lista a finales de 2025. El objetivo, como hemos comentado, es «crear un sistema de comunicación sólido, fiable y eficaz para poder ser empleado en situaciones donde la comunicación requiere seguridad incondicional«. La tecnología resultante tiene además potencial en aplicaciones que necesitan movilidad geográfica, como aeronaves, drones o vehículos autónomos.

En la actualidad, el proyecto está ya en un estado lo suficientemente avanzado como para poder hacer pruebas de cómo sería su funcionamiento. El equipo de investigadores y empresas que trabaja en su desarrollo lo va a probar enviando a través del aire mensajes seguros, codificados en la polarización de los fotones individuales emitidos, en el centro de Berlín.

En su desarrollo están participando, además de investigadores españoles, expertos de Alemania, Turquía y Reino Unido, así como empresas de Alemania y Turquía. En concreto, aparte de investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid, colaboran expertos del Ízmir Institute of Technology, el Carl von Ossietzky de la Universidad de Oldenburg, la Technisch Universität Berlin y la Universidad de Bristol. También las empresas Nanoplus Advanced Photonics Gerbrunn GmbH, y QLocked.