El esfuerzo alemán de 6 millones de euros tiene como objetivo llevar las comunicaciones cuánticas más allá de los sistemas punto a punto y hacia una infraestructura multinodo del mundo real.
Una nueva iniciativa de investigación alemana tiene como objetivo impulsar las redes cuánticas más allá de las demostraciones de laboratorio y los simples enlaces bilaterales.
El proyecto QCyber de tres años de duración, financiado con 6 millones de euros del Ministerio Federal de Investigación, Tecnología y Espacio de Alemania, desarrollará y probará en el campo aplicaciones cuánticas seguras a través de una red de fibra óptica en Stuttgart, conectando hasta seis nodos en una distancia de 20 kilómetros.
El consorcio, coordinado por la profesora Stephanie Bartz de la Universidad de Stuttgart, reúne a socios del mundo académico y de la industria para investigar cómo las comunicaciones cuánticas pueden funcionar en entornos multiusuario realistas, un escenario que refleja cómo funcionan las infraestructuras digitales seguras en la vida real.
De enlaces bipartitos a redes cuánticas multiusuario
La mayoría de las redes cuánticas experimentales demostradas hasta ahora se centraron en la comunicación segura entre dos participantes.
Aunque estos sistemas validan principios básicos como la distribución de claves cuánticas, no reflejan la complejidad de los sistemas de comunicación del mundo real donde múltiples actores intercambian información simultáneamente.
QCyber tiene como objetivo abordar esa brecha. Los investigadores diseñarán y evaluarán aplicaciones cuánticas que permitan a múltiples usuarios participar de forma segura dentro de la misma red.
Esto incluye protocolos que permiten una comunicación segura basada en grupos, esquemas de descifrado colaborativos y modelos de procesamiento distribuido diseñados para entornos de red.
Este esfuerzo llega en un momento crítico para la ciberseguridad. Los avances en la computación cuántica amenazan con socavar los estándares de cifrado tradicionales ampliamente utilizados.
Al mismo tiempo, las comunicaciones cuánticas ofrecen garantías de seguridad fundamentalmente diferentes basadas en la física cuántica, como la capacidad de detectar escuchas ilegales.
Al centrarse en arquitecturas de múltiples nodos, el equipo dirigido por Stuttgart considerará cómo las redes cuánticas pueden escalar e interoperar con la infraestructura digital existente.
Prueba de comunicaciones cuánticas en redes de fibra reales
Este proyecto es único porque se centra en la implementación en condiciones operativas en lugar de en un entorno de laboratorio puro.
Los investigadores establecerán una red de fibra óptica que abarcará los campus de Veingen y City Center de Stuttgart, formando un banco de pruebas con hasta seis nodos conectados. Nokia proporcionará enlaces de prueba adicionales.
El propósito es doble. Evaluar el rendimiento de los componentes de hardware y software recientemente desarrollados y evaluar la seguridad de estos sistemas una vez que estén integrados en el entorno de comunicaciones más amplio.
Los investigadores también estudiarán cómo se pueden incorporar las comunicaciones cuánticas dentro de las arquitecturas tradicionales de ciberseguridad, una cuestión que probablemente será fundamental para futuros despliegues comerciales.
La participación de la industria forma parte de la estrategia de pruebas. Los talleres que se llevarán a cabo en ARENA2036 incluirán representantes de sectores como la manufactura, la movilidad y los servicios en la nube.
Las discusiones explorarán aplicaciones potenciales que van desde enlaces seguros entre vehículos e infraestructura y sistemas de control industrial seguros hasta asegurar el intercambio de datos confidenciales entre empresas.
Ampliando el alcance de las aplicaciones cuánticas
QCyber va más allá de la mensajería segura para explorar una variedad de aplicaciones cuánticas que dependen de acciones coordinadas entre múltiples partes.
Entre ellos se encuentran protocolos que permiten que la información se distribuya de tal manera que el descifrado requiera la cooperación entre los participantes designados, lo que reduce los riesgos asociados con puntos únicos de falla.
Los investigadores también explorarán enfoques de computación multipartita segura dentro de las redes cuánticas, una característica fundamental para futuros servicios de computación en la nube basados en cuántica.
Otra línea de investigación se refiere a los sistemas de votación electrónica con capacidad cuántica que brindan verificabilidad y al mismo tiempo mantienen el anonimato de los votantes.
Aunque estos sistemas aún se encuentran en las primeras etapas de desarrollo, apuntan a ambiciones más amplias para escalar las comunicaciones cuánticas desde herramientas de seguridad de nicho hasta servicios a nivel de infraestructura.
Consorcio de investigación y calendario
QCyber reúne tres laboratorios de la Universidad de Stuttgart: el Instituto de Materiales Funcionales y Tecnología Cuántica, el Instituto de Óptica de Semiconductores e Interfaces Funcionales y el Instituto de Seguridad de la Información, con socios de la Universidad de Würzburg y la Universidad Técnica de Berlín.
La participación de la industria incluye Swabian Instruments, una spin-off de Stuttgart. Nokia y ARENA2036 participan como socios asociados.
El proyecto se desarrollará desde principios de 2026 hasta finales de 2028. Combinando la investigación aplicada y el despliegue sobre el terreno, el consorcio pretende generar conocimientos prácticos sobre cómo las redes cuánticas escalables y las aplicaciones cuánticas pueden formar parte de la futura infraestructura digital segura de Europa.
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