Hacia la era de la dirección cuántica: Nacimiento de la "llamada designada" cuántica ─ La Universidad de Kioto abre la puerta a una red de cifrado cuántico que permite "elegir el destinatario"

1. ¿Qué hay de "nuevo"?——El concepto de "elegir el destino" en la comunicación cuántica

Según un informe del Nikkei, un equipo de investigación de la Universidad de Kioto ha demostrado una tecnología base para seleccionar un destinatario específico entre múltiples conexiones en una red de comunicación cuántica cifrada. La clave es crear entrelazamiento cuántico con 3 fotones, mostrando una arquitectura que permite cambiar el destinatario en el punto de bifurcación de la línea. Tradicionalmente, el QKD se ha centrado en conexiones "uno a uno", pero este logro proporciona una visión concreta de **"conmutación"** necesaria para la redificación (muchos a muchos).Hatena Bookmark

2. Fundamentos de la criptografía cuántica (QKD) y "por qué ahora"

La criptografía cuántica busca implementar una distribución de claves que siempre deja rastros de espionaje utilizando las propiedades de la mecánica cuántica. Combinando las claves obtenidas a través de la distribución cuántica de claves (QKD) con un cifrado de un solo uso, se puede lograr una seguridad independiente del rendimiento computacional en teoría. En las explicaciones estándar en Japón, se organizan sus principios y la importancia de la redificación.NICT

Por otro lado, la criptografía clásica (el pilar actual de Internet) podría ser vulnerada por futuras computadoras cuánticas, lo que ha llevado a una transición internacional hacia la criptografía post-cuántica (PQC). En Japón, la Agencia de Servicios Financieros está advirtiendo sobre las computadoras cuánticas y alentando a los bancos a la transición, acelerando la consideración de QKD y PQC como capas de seguridad complementarias.So & Sato

3. ¿Cómo se "elige el destino"?——El significado del entrelazamiento de 3 fotones

El método actual utiliza el entrelazamiento cuántico de 3 fotones. El entrelazamiento cuántico es una propiedad donde múltiples partículas se comportan como un solo estado, y es crucial para la selección del receptor (conmutación) en los puntos de bifurcación de la red y como componente futuro de repetidores cuánticos. La sugerencia del artículo de que "conduce a la tecnología para cambiar el destinatario de la comunicación en el punto de bifurcación" eleva la red cuántica a una "infraestructura cableable".Hatena Bookmark

(Suplemento) En el mundo de la información cuántica, el avance en la identificación y control de sistemas multicomponentes específicos (por ejemplo, estados W) ha sido notable en los últimos años. Se han reportado resultados relacionados de la Universidad de Kioto, y la maduración de la generación, identificación y control de múltiples fotones se está convirtiendo en un requisito previo para la tecnología de redes.ScienceDaily

4. ¿Dónde se puede utilizar?——Desde finanzas, medicina y defensa hasta el espacio

Como se mencionó en el informe, los pagos bancarios, la defensa y la medicina son los principales casos de uso en áreas de alta confidencialidad. Si la red puede "nombrar" flexiblemente al destinatario de la comunicación, se amplía el rango de operaciones prácticas, como líneas de respaldo, configuraciones redundantes en desastres y cooperación entre regiones. Los documentos de promoción cuántica del gobierno japonés también consideran el QKD satelital, mencionando logros como la demostración de compartir claves entre la ISS y la Tierra, y la red cuántica híbrida Tierra + Espacio se convierte en un objetivo de diseño.Sitio web de la Oficina del Gabinete

5. ¿Cómo reaccionaron las redes sociales?——“Difícil”“pero emocionante”

La noticia se difundió rápidamente en las redes sociales. Incluso dentro del rango visible, se pueden observar las siguientes tendencias.

• Confusión ante la complejidad: Solicitudes de explicaciones simples, como "¿Cómo se lo explicarías a un niño de primaria?".Explicaciones claras.Yahoo! Búsqueda

• Comentarios sobre las expresiones: Reacciones sobre la percepción de las expresiones del artículo, como "Enviar la clave secreta es gracioso" (señalando el malentendido de "distribución de claves = enviar la clave misma").Yahoo! Búsqueda

• Voces de expectativa: "Una era donde se puede especificar la dirección con cuántica, parece que el concepto de comunicación se actualizará por completo".Yahoo! Búsqueda

• Difusión de imágenes de aplicación: Publicaciones que discuten casos de uso específicos como pagos en línea, medicina y administración de manera "fácil de entender".Casos de uso específicos.Yahoo! Búsqueda
  En general, el sentimiento predominante es **"Es difícil, pero entiendo la dirección. Quiero ver la implementación".**

6. Hoja de ruta y cuellos de botella para la implementación

Antes de que la "comunicación cuántica nominable" llegue al campo, quedan al menos los siguientes puntos de discusión.

• Distancia y pérdida: Los fotones son vulnerables a la atenuación. Se necesita un diseño híbrido que combine repetidores y QKD satelital para distancias urbanas y largas.Diseño híbrido.NICT

• Estandarización de la conmutación: Trabajo para integrar la tecnología base actual en estándares de red (protocolos de control, gestión de claves, diseño redundante).NICT

• Costo y operación de los equipos: Establecimiento de la cadena de suministro para fuentes de fotones individuales, detectores y fibra de ultra baja pérdida. En relación con la Universidad de Kioto, también se ha informado del avance de las fuentes de fotones individuales basadas en nanodiamantes, ampliando las opciones nacionales de tecnología de componentes.Fuente de fotones individuales basada en nanodiamantes.t.kyoto-u.ac.jp

• Defensa en dos capas con PQC: En las redes empresariales reales, la estratificación de QKD + PQC es práctica. Considerando la guía de las autoridades financieras, es urgente concretar los planes de transición.So & Sato

7. La "fuerza cuántica" de la Universidad de Kioto

La Universidad de Kioto tiene un amplio rango desde la teoría hasta la experimentación y los dispositivos en información cuántica y criptografía cuántica. En los últimos años, han continuado emitiendo académicamente sobre la elucidación de las condiciones de la supremacía cuántica. Junto con la tecnología de "nominación de red" actual, se puede ver un sistema de investigación que abarca desde lo fundamental hasta lo aplicado.Sistema de investigación que abarca desde lo fundamental hasta lo aplicado.Universidad de Kioto

8. Q&A súper resumido en 3 minutos

• P. ¿Qué hace fuerte a la criptografía cuántica?
  R. Utiliza la propiedad de que se "rompe" si se espía, permitiendo la creación de claves que siempre dejan rastros de espionaje.NICT

• P. ¿Se envía la clave?
  R. La clave es "generada y compartida de manera segura", no se transporta de manera desprotegida.NICT

• P. ¿Qué hay de nuevo en esta ocasión?
  R. Se ha trazado un camino para el diseño de "elegir el destino" en las bifurcaciones de la red.Hatena Bookmark

9. Conclusión——La red cuántica está en la etapa de ser "cableable"

Desde el laboratorio de uno a uno hasta una infraestructura que conecta múltiples puntos. Para integrar la criptografía cuántica en la "red del campo", la selección de destino = conmutación es inevitable. La Universidad de Kioto ha arrojado luz sobre este cuello