La ESA quiere enviar un satélite a la órbita terrestre baja en 2024. Con su ayuda, la información se puede cifrar de forma extremadamente segura.
Representación animada de un satélite cuántico en contacto con dos estaciones terrestres.
Un satélite orbita la tierra desde 2016, lo que es visto con sentimientos encontrados en Europa y Estados Unidos. El satélite cuántico chino llamado Micius envía pulsos de luz especialmente preparados a dos estaciones terrestres distantes, lo que les permite intercambiar una clave cuántica. Esto se puede usar para cifrar mensajes y comunicarse de forma segura. Micius es una parte integral de la red cuántica de China, que abarca una distancia de 4600 kilómetros y conecta más de 150 nodos. Ni Europa ni Estados Unidos tienen nada comparable que ofrecer.
El miedo a los ciberataques ahora ha llevado a Europa a hacer más por su propia seguridad digital. La Agencia Espacial Europea (ESA) tiene en Luxemburgo al operador de satélites SES adjudicado el contrato para construir un satélite cuántico, que se lanzará al espacio en 2024. Su nombre es Eagle-1. SES liderará un consorcio de 20 empresas europeas. El proyecto cuenta con el apoyo financiero de la Comisión Europea.
Suiza también participa en la construcción del satélite a través de su membresía ESA. La empresa Id Quantique, con sede en Ginebra, contribuirá con un generador cuántico de números aleatorios que ha desarrollado. Sin embargo, dado que Suiza ya no es un miembro asociado de la UE, la UE insiste en que se desarrolle un segundo generador cuántico de números aleatorios. Así quiere preservar su autonomía estratégica.
Los cuantos de luz no pueden ser interceptados
La seguridad de una clave cuántica se basa en el hecho de que las partículas de luz individuales no se pueden interceptar ni medir sin cambiar su estado. Si el emisor y el receptor de los fotones siguen un protocolo específico, pueden determinar si han sido interceptados. En este caso, descartan la clave y generan una nueva. La información sólo se cifra y descifra con ella cuando se garantiza la seguridad de la clave.
El problema con la criptografía cuántica es que el intercambio de claves en tierra solo funciona en distancias limitadas. Las pérdidas inevitables en un cable de fibra óptica hacen que tras una distancia de cien kilómetros apenas llegue un fotón al receptor. Por eso hoy en Europa existen redes cuánticas que conectan diferentes nodos en una metrópoli. Pero todavía no es posible en Europa un intercambio transnacional de claves cuánticas a lo largo de miles de kilómetros.
Al menos desde 2007 ha quedado claro que hay que ir al espacio si se quiere superar la limitación de longitud. En ese momento, investigadores europeos intercambiaron una clave cuántica entre dos Islas Canarias. Los fotones cubrieron una distancia en el aire. de 144 kilómetros atrás. Esto marcó el siguiente paso: un satélite que orbita la tierra en una órbita terrestre baja y desde allí envía fotones a dos estaciones terrestres.
En los años siguientes, la investigación continuó en Europa y también surgieron ideas para una misión espacial. Pero faltaba la voluntad política para implementarlos. El impacto fue aún mayor cuando China tomó la iniciativa. Bajo el liderazgo del investigador cuántico Jian-Wei Pan, quien recibió su doctorado en Austria, se desarrolló y lanzó en 2016 un satélite para experimentos científicos cuánticos.
Lo que el equipo de Jian-Wei Pan ha logrado desde entonces inspira el respeto de los científicos de todo el mundo. Micius es un milagro, dice Harald Weinfurter de la LMU en Munich, quien participó en el innovador experimento en las Islas Canarias. Una videoconferencia entre Beijing y Viena en 2018 atrajo la atención mundial. Esto fue codificado con una clave cuántica que las dos partes habían generado previamente con la ayuda de Micius.
Especializado en intercambio de claves cuánticas
El satélite Eagle 1 que SES está construyendo ahora para la ESA no será tan versátil como su homólogo chino. Si bien Micius ha realizado una gran cantidad de experimentos de ciencia cuántica en los últimos años, Eagle-1 se especializa en intercambios de claves cuánticas. Sin embargo, debería hacer esta tarea de manera más eficiente que Micius. Se dice que Eagle-1 genera más bits cuánticos por segundo y, de esta manera, genera claves cuánticas más largas.
Está previsto que Eagle-1 complete una fase de prueba de tres años después de su lanzamiento. Durante este tiempo, el satélite se comunicará con una estación terrestre existente en Alemania y una estación aún por construir en los Países Bajos. Más adelante se agregarán más estaciones terrestres en otros países.
Paralelamente, en el marco de Iniciativa europea de infraestructura de comunicación cuántica también se ampliará el segmento terrestre de la red cuántica. El objetivo a largo plazo es una red cuántica transnacional que se integrará en la red de comunicación europea existente. De esta manera, Europa quiere asegurarse de que su infraestructura crítica esté protegida de la mejor manera posible.
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