Un enfoque cuántico de la transferencia inconsciente desbloquea la comunicación ultrasegura

Además de garantizar la transferencia segura de las comunicaciones cuánticas, los investigadores han descubierto una forma de almacenarlas y procesarlas de forma segura.

Los investigadores han propuesto un nuevo algoritmo para almacenar, transmitir y procesar información para su uso en comunicaciones cuánticas. En esta área emergente de la tecnología, la información no se envía en forma de bits clásicos, cada uno de los cuales toma solo uno de los valores 0 o 1 a la vez, sino como estados cuánticos, que pueden adoptar cualquier combinación de estos. valores simultáneamente.

Esto hace que los mensajes sean inmunes a las escuchas ilegales, ya que cualquier interacción con un sistema cuántico que transporta información inevitablemente cambia su estado, una señal reveladora para las partes que se comunican de que alguien estaba «escuchando».

Transferencia externa

Además de garantizar la transmisión segura de información, almacenarla y procesarla de forma segura es igualmente crucial. Para resolver esto, el concepto de transferencia extraña, primero introducido Entra en escena en 1981, de Michael Rabin, de la Universidad de Harvard.

Es un protocolo utilizado en criptografía en el que un remitente transfiere una de varias piezas potenciales de información a un destinatario pero desconoce la parte específica transferida. Es particularmente útil en escenarios como recuento de votos, subastas y pagos.

“La transferencia inconsciente es un algoritmo donde el usuario obtiene [their] datos deseados sin mantener la información en el servidor”, Masahito Hayashi, profesor de la Universidad China de Hong Kong y autor principal del artículo. estudio actual publicado en Tecnologías cuánticas avanzadas, explicó en un correo electrónico. «Este protocolo es útil cuando el usuario quiere mantener su privacidad».

La transferencia inconsciente no se puede implementar de forma segura si toda la información se almacena en un servidor. En escenarios en los que toda la información reside en un único servidor, el servidor podría potencialmente monitorear las solicitudes realizadas por el usuario y deducir a qué datos se accede en función de los patrones de interacción, comprometiendo la privacidad del usuario.

Dos servidores son mejores que uno

Para solucionar esto, en la comunicación clásica estándar, se utilizan habitualmente protocolos de transferencia inconsciente de dos servidores. Esto se debe a que cuando un usuario obtiene información de dos servidores en lugar de uno, sin informar a cada servidor sobre los datos recibidos del otro, es imposible obtener una imagen completa de los datos.

Sin embargo, la situación cambia en un escenario cuántico. Trabajar con estados cuánticos y su transmisión requiere algoritmos fundamentalmente diferentes para la transmisión y el procesamiento de datos, y hasta ahora nadie ha podido descubrir cómo implementar la transferencia inconsciente al comunicarse con dos servidores que almacenan datos cuánticos.

En su estudio, Hayashi y su colega Seunghoan Song introdujeron un protocolo de transferencia inconsciente cuántica de dos servidores, lo que corrobora los requisitos de secreto del usuario y del servidor.

Su algoritmo tiene una forma muy general aplicable a diversos sistemas de computación cuántica, independientemente de la implementación física de los qubits, ya sean fotones, bucles superconductores o iones atrapados.

Esperando en las computadoras cuánticas

Aunque los ordenadores cuánticos funcionales con un número de qubits suficiente para realizar cálculos significativos y almacenar datos cuánticos siguen siendo difíciles de alcanzar, los investigadores tienen la intención de implementar el protocolo propuesto tan pronto como dicha tecnología se materialice. «Cuando una computadora cuántica funciona en la práctica, nuestro protocolo funciona en la práctica», dijo Hayashi.

Mientras esperan este desarrollo, los investigadores dicen que continuarán perfeccionando su algoritmo de transferencia de datos. A pesar de aprovechar el entrelazamiento entre estados almacenados en dos servidores, haciéndolo inherentemente cuántico, su protocolo solo funciona para una forma específica de estos estados de codificación de información, por lo que se requieren modificaciones adicionales al algoritmo para adaptarse a la forma más general de estados de mensajes. cuántico.

«Nuestro protocolo sólo funciona cuando ambos servidores conocen la descripción clásica del mensaje cuántico», concluyó Hayashi. «Necesitamos ampliar nuestro protocolo al caso en que ambos servidores sólo tengan el estado cuántico del mensaje cuántico».

Referencia: Masahito Hayashi y Seunghoan Song, Transferencia inconsciente de dos servidores para mensajería cuántica, Tecnologías cuánticas avanzadas (2024). DOI: 10.1002/qute.202300184

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