Sudáfrica y China logran una conexión cuántica satelital récord de casi 13.000 kilómetros

Un equipo internacional de científicos ha establecido una conexión satelital cuántica histórica entre Sudáfrica y China, cubriendo una distancia récord de 12.900 kilómetros. Gracias al fenómeno del entrelazamiento cuántico, esta tecnología garantiza comunicaciones absolutamente seguras frente a cualquier intento de espionaje.

Un equipo internacional de científicos de Sudáfrica y China ha logrado establecer la conexión satelital cuántica más larga del mundo, cubriendo una distancia récord de 12.900 kilómetros. Este avance histórico, descrito en un artículo publicado en la revista Nature, constituye la primera comunicación satelital cuántica realizada en el hemisferio sur, utilizando el microsatélite chino Jinan-1, que orbita en una órbita terrestre baja.

La criptografía cuántica funciona también a través del aire urbano

Este logro tecnológico se basa en un fenómeno único conocido como entrelazamiento cuántico, una propiedad especial descrita por la física de partículas. El entrelazamiento ocurre cuando dos partículas, como fotones (partículas individuales de luz), quedan vinculadas de tal manera que sus propiedades permanecen conectadas independientemente de la distancia que las separa.

Al medir el estado de una partícula entrelazada, automáticamente se determina el estado de su pareja, aunque esté ubicada a miles de kilómetros de distancia. Esta conexión instantánea permite transmitir información segura mediante un método llamado Distribución Cuántica de Claves (QKD por sus siglas en inglés), que solo se utiliza para producir y distribuir una clave, no para transmitir ningún dato.

La QKD aprovecha precisamente la propiedad del entrelazamiento para generar claves criptográficas en tiempo real. Las claves generadas se utilizan posteriormente para cifrar información con un sistema conocido como "one-time pad", considerado imposible de romper. Debido a las leyes fundamentales de la física cuántica, cualquier intento de interceptar o medir estas partículas entrelazadas altera inmediatamente su estado cuántico, revelando así cualquier intento de espionaje.

Claves cuánticas

Durante este experimento pionero entre China y Sudáfrica, se generaron claves cuánticas en tiempo real para cifrar imágenes transmitidas entre estaciones terrestres ubicadas en ambos países. Las condiciones ambientales ideales en Stellenbosch (Sudáfrica)—cielos despejados y baja humedad—permitieron alcanzar una tasa excepcionalmente alta en la generación de claves: más de un millón de bits seguros durante una sola pasada del satélite.

China ha sido líder mundial en esta tecnología bajo la dirección del reconocido físico Jian-Wei Pan. El año pasado, científicos rusos y chinos construyeron un canal cuántico y enviaron una imagen cifrada de 256x64 píxeles entre dos estaciones terrestres, separadas entre sí por 3,8 kilómetros. Con la ayuda de un satélite, intercambiaron claves cuánticas y consiguieron una transmisión impenetrable. Anteriormente, la potencia asiática ya había establecido conexiones satelitales cuánticas importantes, como la realizada entre China y Austria en 2017. En esta ocasión, el equipo chino fue dirigido por el profesor Juan Yin, quien también participó en el desarrollo del primer satélite cuántico chino llamado Micius.

Por parte sudafricana, el equipo estuvo liderado por la doctora Yaseera Ismail, investigadora principal del Departamento de Física de la Universidad de Stellenbosch. Además, el profesor Francesco Petruccione—pionero en comunicación cuántica en Sudáfrica—destacó que este logro posiciona firmemente al país como un actor relevante en el ámbito global de las tecnologías cuánticas.

Investigación puntera

Este éxito también impulsa la creación del nuevo Centro para Ciencia y Tecnología Cuántica en Stellenbosch, fortaleciendo aún más la posición sudafricana en investigación e innovación tecnológica. Según los expertos involucrados, esta colaboración internacional es esencial para avanzar investigaciones punteras y ampliar los límites científicos.

Esta conexión satelital representa un salto significativo hacia comunicaciones globales ultra-seguras. Este avance no solo demuestra el potencial práctico del entrelazamiento cuántico para proteger información sensible frente a intentos externos de espionaje o interferencia, sino que también posiciona a Sudáfrica y China como líderes emergentes en el desarrollo tecnológico basado en principios fundamentales de la física cuántica.