El Gobierno ha lanzado el primer proyecto español de misión geoestacionaria de distribución de claves cuánticas (QKD), informó el Ministerio de Ciencia e Innovación, que publicó su licitación (125 mill. €). Tiene 2 submisiones: QKD GEO (105 mill. €), carga útil para ser embarcada en satélite geoestacionario a 35.786 km de altura (España se convertiría en el primer país en desarrollar un sistema desde órbita geoestacionaria); y QKD LEO (20 mill. €), carga útil para ser embarcada en satélite de órbita baja. Ambas con su segmento terreno asociado.

El estándar industrial FIDO2, adoptado hace 5 años, proporciona la forma más segura conocida de iniciar sesión en sitios web, porque no depende de contraseñas y tiene incorporado el nivel de autenticación de dos factores de mayor protección hasta la fecha. Sin embargo, al igual que muchos de los sistemas de seguridad actuales, FIDO se enfrenta a la amenaza inquietante, aunque lejana, de la computación cuántica, que un día hará que la criptografía actualmente sólida como una roca que emplea el criterio, se desmorone por completo.

El Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST) del Departamento de Comercio de EE.UU. ha elegido el primer grupo de herramientas de cifrado diseñadas para resistir el asalto de un futuro ordenador cuántico, que podría descifrar la seguridad utilizada para proteger la privacidad en los sistemas digitales de los que dependemos a diario, como la banca online y el software de correo electrónico. Los cuatro algoritmos de cifrado seleccionados pasarán a formar parte de la norma criptográfica post-cuántica del NIST (...)

Aunque todos esperamos con impaciencia el día en que podamos predecir los atascos de tráfico, relegar los ensayos con animales a los libros de historia o determinar la probabilidad de que alguien padezca cáncer, quizá lo más aterrador para una sociedad tan dependiente de Internet sea que la computación cuántica pone en peligro todas nuestras infraestructuras digitales. Nuestra Internet contemporánea se basa en la criptografía: el uso de códigos y claves para asegurar la comunicación privada y el almacenamiento de datos.

España ha sido pionera mundial en una experiencia de criptografía cuántica desplegada en la infraestructura de fibra de Telefónica con tecnologías desarrolladas en el Centro de Simulación Computacional de la UPM y en los laboratorios de Huawei en Munich. Las tecnologías cuánticas se pueden aplicar en un entorno de producción real, combinando la transmisión de datos y de claves cuánticas sobre la misma fibra.

Un equipo de investigadores del MIT y la Universidad de Innsbruck han diseñando y construido una computadora cuántica escalable de cinco átomos. Con éste equipo y utilizando pulsos láser, han sido capaces de implementar el algoritmo de Shor, la llave maestra para abrir (casi) cualquier clave criptográfica. Con la creación de una computadora cuántica escalable no solo han demostrado que el algoritmo de Shor, el algoritmo cuántico más complejo que tenemos, es implementable realmente. Sino que, de esta manera, todo lo que hay que hacer para computar un número mayor es hacer más grande el equipo. Es un enorme paso porque como explicaba Isaac Chuang, profesor de física e ingeniería eléctrica en el MIT y uno de los investigadores del proyecto: "La computación cuántica ha dejado de ser un asunto de física básica, ahora es un asunto de ingeniería"

El comunicado oficial emitido por la Fiscalía de París detalla una larga lista de cargos por los que se ha iniciado esta investigación, todos ellos bajo la categoría de "complicidad" en graves delitos. Entre las acusaciones se encuentran las siguientes: - Gestión de una plataforma online para facilitar transacciones ilícitas - Blanqueo de capitales y otros delitos en banda organizada. - Prestación de servicios de criptografía y provisión/importación de medios criptográficos.

Aunque se espera que los ordenadores cuánticos ayuden a resolver problemas hasta ahora demasiado complicados para los equipos modernos, también pueden suponer un peligro si grupos cibercriminales los usan con el objetivo de realizar ataques con ellos. En este contexto, IBM ha lanzado este martes un «anuncio histórico», por el que el Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST) del Departamento de Comercio de Estados Unidos, ha publicado los tres primeros estándares de cifrado cuántico del mundo.

Los físicos tienen una lista de problemas abiertos importantes para avanzar en la información cuántica. El problema 5 se planteó en 2001: si un sistema puede existir en su estado de máximo entrelazamiento en un escenario realista, en el que hay ruido. Julio de Vicente, de la Universidad Carlos III de Madrid y el Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT), ha respondido con un rotundo “no”. Espera que su trabajo “abra una nueva vía de investigación en la teoría del entrelazamiento”.

- Paper: doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.050202

El algoritmo cuántico de Peter Shor permite factorizar un número de n dígitos binarios usando O(n) cúbits conectados por O(n2 log n) puertas lógicas cuánticas (operaciones individuales), finalizando con O(1) medidas cuánticas (ejecuciones repetidas) y un prostprocesado clásico en tiempo polinómico. Oded Regev publicó el año pasado en arXiv un nuevo algoritmo de factorización que requiere O(n3/2) puertas lógicas cuánticas, aunque con O(n3/2) cúbits, O(n1/2) medidas cuánticas y un nuevo postprocesado clásico en tiempo polinómico.

El estado cuántico de un cúbit ideal está descrito por un punto en la superficie de la esfera de Bloch (un estado cuántico puro). Pero el estado de un cúbit real está descrito por una distribución de probabilidad localizada alrededor de un punto en el interior de la esfera de Bloch (un estado cuántico de tipo mezcla descrito por una matriz densidad). En los algoritmos para ordenadores cuánticos se asume que todos los cúbits son ideales, aunque ninguno lo sea.

El gran problema actual de la física fundamental es descubrir la teoría cuántica de la gravitación. Por desgracia, la escala de energías en la que la Naturaleza muestra efectos cuánticos gravitacionales está más allá de lo explorable con experimentos o con observaciones, no solo en este siglo XXI, sino, quizás, incluso en este tercer milenio. Como resultado, incluso si mañana se descubre la versión definitiva de dicha teoría, no podremos saber si es correcta, si describe de forma correcta la Naturaleza.

El proceso comienza con el entrelazamiento de dos partículas cuánticas en un estado de singlete cuántico—en otras palabras, dos qubits con espín opuesto—de modo que, sin importar la dirección que consideres, los espines apuntan en direcciones opuestas. A partir de ahí, uno de los qubits—el “sonda”, como lo llama Murch—se somete a un campo magnético que hace que gire.

Un nuevo esfuerzo por parte de científicos chinos acaba de poner en duda la supremacía cuántica de Google. En tan solo 14.22 segundos, un innovador sistema de computación paralela resolvió un problema al que a Sycamore le tomó 600 segundos. Utilizaron como base los bits como un ordenador convencional, contaron con 2304 unidades de procesamiento gráfico (GPU), y ahorraron energía en el proceso. La investigación, que todavía no ha sido revisada por pares, está disponible a través de una preimpresión en el servidor Arxiv.

Investigadores chinos han desarrollado el primer motor cuántico del mundo, un mecanismo que utiliza el entrelazamiento cuántico como forma de ‘combustible’, eliminando completamente los límites de eficiencia de la termodinámica clásica. Según afirma Zhou Fei, uno de los autores y miembro de la Academia de Innovación de Ciencia y Tecnología de Medición de Precisión de la Academia China de Ciencias, sus experimentos dejan claro que el entrelazamiento actúa como un combustible, aunque el mecanismo por lo que esto ocurre es un misterio

Explora los misterios tiempo en este extracto en exclusiva del primer capítulo de ‘Física Existencial’ (Pinolia, 2024), escrito por Sabine Hossenfelder, prestigiosa investigadora y autora alemana especializada en física teórica y gravedad cuántica. El tiempo vuela. El tiempo pasa. Hablamos del tiempo todo el tiempo. Y, sin embargo, el tiempo sigue siendo una de las propiedades de la naturaleza más difíciles de comprender. Cien años de observación han confirmado que el tiempo tiene las propiedades que Einstein conjeturó a principios del s. XX.

Como regla general, las galaxias tienen una densidad mucho mayor de estrellas en sus partes internas, densidad que disminuye rápidamente a medida que nos alejamos del centro. Sin embargo, la densidad de estrellas en Nube prácticamente no varía a lo largo de su longitud, y ésta es su principal peculiaridad. Nube aparece como una mancha borrosa: la galaxia enana no se ajusta al modelo actual de naturaleza de materia oscura, y una explicación alternativa es que esta extraña sustancia puede estar formada por partículas cuánticas ultraligeras.

Investigadores de las universidades de Melbourne y Manchester han inventado una técnica innovadora para fabricar silicio altamente purificado que acerca un gran paso a las potentes computadoras cuánticas. Los investigadores afirman que la nueva técnica para diseñar silicio ultrapuro lo convierte en el material perfecto para fabricar computadoras cuánticas a escala y con alta precisión. www.nature.com/articles/s43246-024-00498-0

Desafiante. Quizás ese adjetivo es uno de los que mejor definen a la cuántica, una disciplina que reta la concepción que tenemos del mundo que nos rodea y que provoca dudas acerca de lo que realmente comprendemos y lo que no. Un fenómeno muy característico de esta rama de la física – y uno de los más curiosos y atractivos por su singularidad – es el efecto túnel, un suceso que permite a las partículas “saltar” o “atravesar” barreras que, según las leyes clásicas, deberían ser insuperables.

Cuando entras en contacto con algo, los electrones se repelen eléctricamente, creando un espacio que impide que jamás toques nada. Pero, esto verdad? Si no puedes tocar nada por la repulsión eléctrica, entonces ¿cómo puede tu mano mantenerse unida? ¿no deberían todos tus átomos saltar por los aires por culpa de los electrones? Veamos cómo la fuerza eléctrica más que separarnos nos une y que, si hay algo que de verdad no te permite tocar, es un efecto mucho más cuántico.

Son dos gigantes, muy admiradas, estrellas protagónicas por derecho propio, pero entre sí, se ignoran.

“Cada una de ellas parece escrita como si la otra no existiera”, señala el destacado físico teórico y autor Carlo Rovelli.

El Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO, Castelldefels), ha construido su propio microscopio de gases cuánticos, QUIONE. Es el primero de este tipo en España, y el único que capta imágenes de átomos individuales de gases cuánticos de estroncio en el mundo. Llevaron el gas al régimen cuántico, lo colocarlon en una red óptica y aplicaron técnicas de imagen de átomos individuales.

- Preprint: arxiv.org/abs/2312.14818
- Comunicado (ICFO): www.icfo.eu/es/noticias/2328/nace-quione-el-primer-procesador-cuantico