{"id":546725,"date":"2025-03-25T15:26:11","date_gmt":"2025-03-25T18:26:11","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=546725"},"modified":"2025-08-14T16:36:51","modified_gmt":"2025-08-14T19:36:51","slug":"la-primera-red-de-criptografia-cuantica-de-brasil-unira-a-cinco-instituciones-de-investigacion-cientifica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/la-primera-red-de-criptografia-cuantica-de-brasil-unira-a-cinco-instituciones-de-investigacion-cientifica\/","title":{"rendered":"La primera red de criptograf\u00eda cu\u00e1ntica de Brasil unir\u00e1 a cinco instituciones de investigaci\u00f3n cient\u00edfica"},"content":{"rendered":"
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Braian Pinheiro da Silva<\/span>Una prueba con el l\u00e1ser que utilizar\u00e1 la Red R\u00edo Cu\u00e1ntica para conectar la UFF al CBPFBraian Pinheiro da Silva<\/span><\/p><\/div>\n

Sobre la bah\u00eda de Guanabara, en R\u00edo de Janeiro, una franja continua de l\u00e1ser verde recorre 6,8 kil\u00f3metros (km) hasta toparse con una ventana en la azotea del Centro Brasile\u00f1o de Investigaciones F\u00edsicas (CBPF), en el barrio carioca de Urca. La fuente emisora de luz se encuentra en una sala situada en lo alto del edificio del Instituto de F\u00edsica de la Universidad Federal Fluminense (UFF), en la ciudad vecina de Niter\u00f3i, al otro lado de la bah\u00eda. El l\u00e1ser es la parte m\u00e1s visible de los trabajos con miras a implementar la primera red metropolitana experimental de comunicaci\u00f3n de Brasil basada en las propiedades de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica: la Red R\u00edo Cu\u00e1ntica.<\/p>\n

Adem\u00e1s de la conexi\u00f3n a cielo abierto a trav\u00e9s del haz de fotones entre estas dos instituciones, la red cuenta con casi 21 km de cables de fibra \u00f3ptica que interconectan la Universidad Federal de R\u00edo de Janeiro (UFRJ), la Pontificia Universidad Cat\u00f3lica de R\u00edo de Janeiro (PUC-R\u00edo), el CBPF y, pr\u00f3ximamente, el Instituto Militar de Ingenier\u00eda (IME). En el marco de su implementaci\u00f3n que comenz\u00f3 en 2021, la misma se encuentra en fase de pruebas e instrumentaci\u00f3n y su prop\u00f3sito es utilizar la llamada criptograf\u00eda cu\u00e1ntica para transmitir datos en forma segura.<\/p>\n

En la criptograf\u00eda tradicional, utilizada en los tel\u00e9fonos m\u00f3viles y computadoras de todo el mundo, la informaci\u00f3n se codifica en forma de bits cl\u00e1sicos (una secuencia binaria: 0 y 1) y se transmite por el mismo canal que las claves digitales empleadas para decodificarla. Un bit es la menor unidad de informaci\u00f3n que puede almacenarse y transmitirse. Solamente puede representar uno de esos dos valores posibles: 0 o 1.<\/p>\n

La comunicaci\u00f3n cu\u00e1ntica opera con un an\u00e1logo del bit cl\u00e1sico, el c\u00fabit, que puede asumir simult\u00e1neamente ambos valores: puede ser 0 y 1 al mismo tiempo. Esta propiedad, que se basa en el fen\u00f3meno cu\u00e1ntico denominado superposici\u00f3n de estados, ampl\u00eda las posibilidades de la criptograf\u00eda cu\u00e1ntica y hace que sea pr\u00e1cticamente inviolable. Un tipo de superposici\u00f3n particular es lo que se conoce como entrelazamiento o \u201cenmara\u00f1amiento\u201d, un recurso adicional utilizado en la seguridad de las redes de comunicaci\u00f3n cu\u00e1nticas. Es por ello que estas redes se consideran fundamentales para garantizar la seguridad de una serie de tareas en un futuro cercano, tales como la simple autenticaci\u00f3n en una aplicaci\u00f3n bancaria o incluso el intercambio de mensajes sensibles con la mira puesta en la seguridad nacional.<\/p>\n

\u201cLa criptograf\u00eda cu\u00e1ntica no se utiliza para codificar un texto, sino para crear y transmitir las claves que deben emplearse para que los mensajes puedan leerse de forma segura\u201d, comenta el f\u00edsico Antonio Zelaquett Khoury, coordinador de R\u00edo Cu\u00e1ntica. El ensamblado de la red es una operaci\u00f3n sofisticada. Hasta ahora, las primeras pruebas garantizan que al menos algunos canales de comunicaci\u00f3n de la red est\u00e1n funcionando de manera satisfactoria.<\/p>\n

La UFRJ, la PUC-R\u00edo y el CBPF ya estaban conectados por cables de fibra \u00f3ptica merced a una inversi\u00f3n realizada a\u00f1os atr\u00e1s por la Fundaci\u00f3n de Apoyo a la Investigaci\u00f3n Cient\u00edfica del Estado de R\u00edo de Janeiro (Faperj) y la Red Nacional de Ense\u00f1anza e Investigaci\u00f3n (RNP) del Ministerio de Ciencia, Tecnolog\u00eda e Innovaci\u00f3n (MCTI). Como esta red dispon\u00eda de fibras ociosas, fueron cedidas para que las utilice R\u00edo Cu\u00e1ntica. Desde la PUC-R\u00edo salen dos pares de fibras, uno para el CBPF y otro para la UFRJ (v\u00e9ase el mapa abajo<\/em>). El canal que conecta con el CBPF funciona bien, pero el de la UFRJ tiene una se\u00f1al d\u00e9bil y habr\u00e1 que repararlo. La conexi\u00f3n entre el CBPF y el IME, la \u00faltima instituci\u00f3n que se ha sumado al proyecto, se encuentra en su etapa final de instalaci\u00f3n. La distancia entre ambas es de solamente de 800 metros. Adem\u00e1s del enlace por fibra \u00f3ptica, en lo que resta de este a\u00f1o est\u00e1 prevista la instalaci\u00f3n de una conexi\u00f3n adicional, v\u00eda l\u00e1ser a cielo abierto, entre el CBPF y el IME.<\/p>\n<\/div>

\n \n \n \n <\/picture>Bing Maps | Infograf\u00eda: Alexandre Affonso \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/div>
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En la operaci\u00f3n que se ha montado para la implementaci\u00f3n de la Red R\u00edo Cu\u00e1ntica, la parte que est\u00e1 planteando un reto mayor es el enlace a\u00e9reo. El l\u00e1ser emitido en la UFF debe ser captado por el receptor \u00f3ptico situado en una sala construida ex profeso en la terraza del CBPF para albergar el equipo. Cualquier parte de la luz que se desv\u00ede puede menoscabar la integridad de la informaci\u00f3n transmitida. De momento, las part\u00edculas de luz verde a\u00fan llegan demasiado dispersas a la azotea del CBPF, una falla que se espera poder corregir antes de que finalice este a\u00f1o. \u201cLos enlaces a larga distancia pueden dificultar mucho la transmisi\u00f3n cu\u00e1ntica. Incluso leves distorsiones o vibraciones en las terrazas pueden desalinear el haz de luz, por no hablar del efecto de los factores ambientales que aten\u00faan la se\u00f1al, tales como el calor, la niebla y la lluvia\u201d, comenta el teniente coronel V\u00edtor Andrezo, ingeniero de comunicaciones del IME y experto en comunicaci\u00f3n \u00f3ptica en espacio libre. Los sistemas cu\u00e1nticos son muy fr\u00e1giles y cualquier influencia del medio ambiente puede interferir en su funcionamiento.<\/p>\n

Una vez que la infraestructura se encuentre montada, con los canales oportunos funcionando, el paso siguiente ser\u00e1 la implementaci\u00f3n de un protocolo de criptograf\u00eda cu\u00e1ntica entre las instituciones para poner en pr\u00e1ctica el prop\u00f3sito esencial del proyecto: la generaci\u00f3n de claves criptogr\u00e1ficas aleatorias a distancia. \u201cEl objetivo es que dos estaciones de investigaci\u00f3n, denominadas Alice y Bob, compartan entre s\u00ed una clave criptogr\u00e1fica que codifica y decodifica los mensajes. Una vez utilizada, la clave debe descartarse\u201d, explica Guilherme Tempor\u00e3o, del departamento de Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica de la PUC-R\u00edo, que forma parte de la red.<\/p>\n

El protocolo adoptado por la Red R\u00edo Cu\u00e1ntica utiliza un tercer agente, llamado Charlie, que puede ser confiable o no y que debe estar situado entre las estaciones Alice y Bob, formando una especie de circuito. El primer intento de implementaci\u00f3n del protocolo bajo condiciones experimentales se har\u00e1 entre la PUC-R\u00edo, en el papel de Charlie, y la UFRJ y el CBPF, que ser\u00e1n Alice y Bob, respectivamente. La intenci\u00f3n del grupo es ir alternando los roles de cada instituci\u00f3n implicada en la red para poder ensayar nuevas configuraciones. \u201cEn el protocolo, Charlie cumple la funci\u00f3n de enviar fotones en blanco, sin ninguna informaci\u00f3n, que ser\u00e1n modificados por Alice y Bob y reenviados para que Charlie los detecte\u201d, comenta Tempor\u00e3o.<\/p>\n

La Red R\u00edo Cu\u00e1ntica recibi\u00f3 alrededor de 3 millones de reales en 2022 de una colaboraci\u00f3n entre la FAPESP y el MCTI para su implementaci\u00f3n inicial. El a\u00f1o pasado obtuvo otros 3 millones de reales del Consejo Nacional de Desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico (CNPq) de Brasil. La agencia federal Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep), tambi\u00e9n puso a disposici\u00f3n del CBPF 23 millones de reales, de los que 1 mill\u00f3n se destinaron a las operaciones de la red y 22 millones a la construcci\u00f3n del Laboratorio de Tecnolog\u00edas Cu\u00e1nticas en la planta baja del centro. El nuevo espacio estar\u00e1 terminado en 2025.<\/p>\n

Seg\u00fan el f\u00edsico Ivan Oliveira, coordinador del proyecto del Laboratorio de Tecnolog\u00edas Cu\u00e1nticas del CBPF y miembro de R\u00edo Cu\u00e1ntica, el nuevo espacio de investigaci\u00f3n tiene como objetivo la fabricaci\u00f3n de materiales \u00fatiles para el proceso de computaci\u00f3n cu\u00e1ntica. \u201cExisten diferentes hardware<\/em> candidatos para hacer este tipo de computaci\u00f3n, y el laboratorio fabricar\u00e1 prototipos de chips cu\u00e1nticos y otros componentes electr\u00f3nicos\u201d, explica Oliveira. \u201cSe trata de dispositivos que deben funcionar a temperaturas extremadamente bajas, cercanas al cero absoluto, en torno a 273 grados Celsius bajo cero [0 K]. Contaremos con refrigeradores para albergar los materiales que se elaboren\u201d.<\/p>\n

En Brasil se est\u00e1n gestando otras dos redes cu\u00e1nticas metropolitanas, a\u00fan m\u00e1s en ciernes que la de R\u00edo de Janeiro, con financiaci\u00f3n del CNPq. La Red Cu\u00e1ntica Recife est\u00e1 instalando una conexi\u00f3n por fibra \u00f3ptica entre las universidades federales de Pernambuco (UFPE) y Rural de Pernambuco (UFRPE). La distancia entre ambas instituciones es de unos 5 km. Sin embargo, un retraso en la liberaci\u00f3n de los fondos est\u00e1 dificultando el avance del proyecto.<\/p>\n

El segundo proyecto contempla la instalaci\u00f3n de una red de aproximadamente 4 km con tres nodos en la ciudad de S\u00e3o Carlos, en el interior del estado de S\u00e3o Paulo. Los nodos de esta red son la Universidad Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar), el Instituto de F\u00edsica de S\u00e3o Carlos de la Universidad de S\u00e3o Paulo (IFSC-USP) y el Centro de Pesquisas Avan\u00e7adas Wernher von Braun, una instituci\u00f3n privada local que trabaja en el \u00e1rea de la f\u00edsica y la electr\u00f3nica. \u201cPor el momento, estamos evaluando la factibilidad de conectar v\u00eda fibra \u00f3ptica la UFSCar a la USP, y \u00e9sta a la sede del Centro Wernher von Braun\u201d, informa el f\u00edsico Celso Villas-B\u00f4as, de la UFSCar, coordinador del proyecto. Est\u00e1 previsto que la red cu\u00e1ntica de la ciudad paulista est\u00e9 operativa dentro de dos a\u00f1os.<\/p>\n

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STR\/ AFP via Getty Images<\/span>Lanzamiento del sat\u00e9lite Micius en 2016, uno de los dos utilizados por China para sus comunicaciones cu\u00e1nticasSTR\/ AFP via Getty Images<\/span><\/p><\/div>\n

Redes en el exterior
\n<\/strong>Hace dos d\u00e9cadas empez\u00f3 a hacerse realidad la idea de implementar redes metropolitanas para investigar el potencial de la comunicaci\u00f3n cu\u00e1ntica. La primera iniciativa en este sentido surgi\u00f3 en 2003 en Estados Unidos y funcion\u00f3 durante cuatro a\u00f1os. Se trataba de una red de criptograf\u00eda cu\u00e1ntica que empleaba fibra \u00f3ptica para interconectar la Universidad de Boston con la empresa de alta tecnolog\u00eda BBN Technologies y la Universidad Harvard, ambas en Cambridge, ciudad vecina de Boston, en el estado de Massachusetts.<\/p>\n

Desde entonces, han ido surgiendo otras iniciativas de este tipo en todo el mundo. En mayo de este a\u00f1o, tres grupos de investigaci\u00f3n independientes, con sede en China, Estados Unidos y Europa, divulgaron pr\u00e1cticamente en simult\u00e1neo que hab\u00edan transmitido exitosamente fotones entrelazados entre distintos nodos de redes instaladas en zonas urbanas conectadas por fibra \u00f3ptica. Este ser\u00eda el paso inicial para la creaci\u00f3n de una especie de internet cu\u00e1ntica. En el entrelazamiento, dos o m\u00e1s part\u00edculas (pueden ser fotones, electrones o \u00e1tomos) se comportan como si fueran una \u00fanica entidad entrelazada, aunque est\u00e9n separadas por cualquier distancia. El resultado de las mediciones efectuadas en una part\u00edcula se correlaciona con el valor obtenido para la otra. Esta propiedad puede utilizarse para transmitir informaci\u00f3n.<\/p>\n

El pa\u00eds que m\u00e1s est\u00e1 invirtiendo actualmente en comunicaci\u00f3n cu\u00e1ntica es China, que ha desembolsado m\u00e1s de 15.000 millones de d\u00f3lares en este sector incipiente, m\u00e1s que todos sus competidores juntos. El gigante asi\u00e1tico ya ha puesto en marcha algunas redes de criptograf\u00eda cu\u00e1ntica. La mayor de todas enlaza actualmente por fibra \u00f3ptica cuatro \u00e1reas metropolitanas \u2012Pek\u00edn, Jinan, Hefei y Shangh\u00e1i\u2012 y dispone de dos sat\u00e9lites con tecnolog\u00eda cu\u00e1ntica en \u00f3rbita, Micius y Jinan 1, que se comunican con estaciones terrestres. En total, la red cubre m\u00e1s de 4.600 km. La Red R\u00edo Cu\u00e1ntica y sus hom\u00f3logas de S\u00e3o Carlos y Recife son los primeros pasos que ha dado Brasil para la instalaci\u00f3n de sistemas de comunicaci\u00f3n basados en c\u00fabits.<\/p>\n

Proyecto
\n<\/strong>Red Cu\u00e1ntica R\u00edo (n\u00ba 21\/06823-5<\/a>); Modalidad<\/strong> Proyecto Tem\u00e1tico; Convenio<\/strong> MCTI\/MC; Investigador responsable<\/strong> Antonio Zelaquett Khoury (UFF); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 2.369.806,41.<\/p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Los cubits de la Red R\u00edo Cu\u00e1ntica se transmitir\u00e1n v\u00eda fibra \u00f3ptica y l\u00e1ser a cielo abierto","protected":false},"author":715,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[289,304],"coauthors":[4154],"class_list":["post-546725","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-comunicacion","tag-fisica-es","position_at_home-sumario"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/546725","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/715"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=546725"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/546725\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":560353,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/546725\/revisions\/560353"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=546725"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=546725"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=546725"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=546725"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}