La red de comunicación cuántica de Madrid no deja de crecer

La nueva red de comunicación cuántica de Madrid, denominada MadQCI (Madrid Quantum Communication Infraestructure), es una infraestructura que integra las comunicaciones cuánticas en redes ópticas convencionales. 

Se trata de uno de los bancos de pruebas de estas características más importantes de toda Europa, coordinado por el Centro de Simulación Computacional (CSC) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) en colaboración con Telefónica y el Instituto IMDEA Software (REDIMadrid). 

Esta red forma parte del proyecto europeo OPENQKD y ya tiene operativa la primera fase de su despliegue. En este momento hay 16 dispositivos de comunicaciones cuánticas, de los cuales 10 ya han sido desplegados y otros seis están en pruebas de laboratorio. A estos se añadirán otros seis antes del verano, completándose así esta primera etapa.

Esta red cuántica madrileña es uno de los bancos de pruebas de estas características más importantes de toda Europa y en ella se están desarrollando tecnologías de seguridad denominadas quantum-safe, seguras incluso frente a los ataques de los ordenadores cuánticos

Dentro de esta red madrileña se están desarrollando tecnologías de seguridad denominadas quantum-safe, que son seguras incluso frente a los ataques de los ordenadores cuánticos. Se investigarán algoritmos cuánticos que aumentará la seguridad de aplicaciones críticas en campos como las telecomunicaciones, la atención médica, el suministro de electricidad y los servicios públicos, entre otros.

La infraestructura se usará también para industrializar las tecnologías desarrolladas en proyectos tcomo CiViQ, perteneciente al programa europeo Quantum Flagship. Este programa a 10 años es la apuesta europea por liderar la nueva generación de tecnologías cuánticas. 

Tecnología cuántica QKD

“Estas tecnologías empiezan a estar lo suficientemente maduras como para que algunas de ellas den el salto al mercado, siendo la denominada ‘distribución cuántica de claves’ una de las más avanzadas”, comenta  Vicente Martín Ayuso, investigador responsable del Grupo de Investigación en Información y Computación Cuántica (GIIC) y director del CSC. 

El experto se refiere a la tecnología cuántica QKD, por sus siglas en inglés Quantum Key Distribution, una forma de cifrado que permite la transmisión de datos con un nivel muy alto de seguridad basándose en los principios fundamentales de la mecánica cuántica y que soluciona el problema de la vulnerabilidad frente a cualquier tipo de ordenador, incluidos los cuánticos, de la seguridad en las comunicaciones que utilizan sistemas de encriptación convencionales. 

Las tecnologías cuánticas empiezan a estar lo suficientemente maduras como para que algunas de ellas den el salto al mercado, siendo la denominada ‘distribución cuántica de claves’ una de las más avanzadas

Vicente Martín (GIIC-UPM)

La integración de QKD en entornos de redes ópticas comerciales es compleja, ya que implica que la misma infraestructura debe transmitir y diferenciar entre señales transportadas por un solo fotón ꟷel canal cuánticoꟷ y las típicas en transmisiones comerciales, que usan miles de millones de fotones por pulso. Cualquiera de estos fotones que pase al canal cuántico, invalida éste. Compatibilizar canales cuánticos y clásicos exige el uso de tecnologías a todos los niveles, desde filtros físicos al uso de nuevos protocolos de comunicaciones cuánticas y de red.   

Esta no es la primera red cuántica que la UPM ha realizado en Madrid. Los primeros prototipos fueron realizados en instalaciones de pruebas hace ya más de 10 años en colaboración con Telefónica. En 2018 se dio el salto en una experiencia pionera a nivel mundial, demostrando la aplicación de criptografía cuántica en redes ópticas comerciales y su integración con la operación de la red. 

“La capacidad de usar tecnologías como SDN (redes definidas por software), diseñadas para incrementar la flexibilidad de la red, junto con nuevas tecnologías de QKD es lo que nos permite hacer converger las redes clásicas y cuánticas en la infraestructura de fibra óptica existente. Tenemos, por primera vez, la capacidad de desplegar comunicaciones cuánticas de una manera incremental, sin grandes costes de inversión inicial y usando la misma infraestructura”, señala Martín. 

El grupo GIIC de la UPM lidera las actividades de QKD en redes ópticas tanto dentro de la iniciativa europea OPENQKD, como del proyecto CiViQ, que son los primeros en los programas Quantum Flagship y European Quantum Communications Infrastructure. 

Estas son las iniciativas en las que Europa basa su liderazgo en ciencia y tecnología en el sector de las tecnologías cuánticas y con las que quiere fomentar una fuerte cooperación entre la investigación, la industria y el sector público para crear un ecosistema innovador que abra una nueva perspectiva para una Europa digital segura, y construir así las bases para la próxima generación de las tecnologías de comunicación.