Un equipo científico ha transmitido con éxito mensajes codificados cuánticamente a través de una distancia récord de 254 kilómetros utilizando la infraestructura de fibra óptica comercial existente en Alemania. Es la primera demostración de comunicación cuántica coherente sobre redes estándar en condiciones operativas reales, abriendo una nueva era para las comunicaciones ultraseguras.
Un equipo científico internacional ha marcado un hito significativo en el campo de las comunicaciones cuánticas, logrando transmitir mensajes cuánticos a través de una distancia récord de 254 kilómetros utilizando la red de fibra óptica comercial ya existente en Alemania.
Este avance, publicado en la revista Nature, representa un paso crucial hacia el desarrollo futuro de una internet cuántica, potencialmente más rápida y segura que las redes actuales.
El principal desafío en la comunicación cuántica a larga distancia reside en la extrema fragilidad de los bits cuánticos, o cúbits. Estas unidades de información cuántica son susceptibles de perder sus propiedades fundamentales, un fenómeno conocido como decoherencia, debido a interacciones con el entorno. En el mundo real, factores como las fluctuaciones de temperatura provocan la expansión y contracción de los cables de fibra óptica, introduciendo errores y destruyendo la delicada coherencia cuántica necesaria para la transmisión.
Coherencia óptica
Históricamente, superar esto ha requerido entornos de laboratorio altamente controlados y equipos especializados, como sistemas de refrigeración criogénica para alcanzar temperaturas cercanas al cero absoluto.
Lo novedoso de este experimento, liderado por Mirko Pittaluga de Toshiba Europe, es precisamente haber superado estas barreras en condiciones operativas normales. El equipo implementó con éxito la primera comunicación cuántica coherente -manteniendo los estados cuánticos durante la transmisión- sobre infraestructura de telecomunicaciones comercial existente, sin necesidad de recurrir a la refrigeración criogénica.
Para ello, utilizaron un protocolo avanzado conocido como Distribución Cuántica de Claves de Campo Gemelo (twin-field QKD), que se basa en la coherencia óptica. Este método no solo permite duplicar la distancia de comunicación segura, en comparación con técnicas más tradicionales, sino que también funciona con detectores de fotones más prácticos y económicos.
La distribución cuántica de claves (QKD) se basa en los principios de la física cuántica y permite a dos partes generar una clave secreta compartida, totalmente segura contra injererencias externas.
254 kilómetros
El experimento se desplegó conectando tres centros de datos de telecomunicaciones situados en las ciudades alemanas de Fráncfort, Kehl y Kirchfeld, mediante 254 kilómetros de fibra óptica comercial estándar. Notablemente, el equipamiento necesario para cada estación cabe dentro de armarios metálicos convencionales (racks), similares a los que ya albergan equipos informáticos y de comunicación, lo que subraya la viabilidad práctica del sistema. Además, lograron mantener una tasa de error baja, de aproximadamente el 5%, un resultado prometedor para aplicaciones reales, según explican los investigadores en su artículo.
Este logro es fundamental porque demuestra la compatibilidad de los protocolos avanzados de comunicación cuántica, que explotan la coherencia de la luz, con la infraestructura de red existente. Establece un récord de distancia para la QKD práctica en el mundo real utilizando tecnología no refrigerada criogénicamente.
Referencia
Long-distance coherent quantum communications in deployed telecom networks. Mirko Pittaluga et al. Nature, volume 640, pages911–917 (2025). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-025-08801-w
Futuras redes cuánticas
Estos hallazgos sugieren que las condiciones ambientales en los centros de telecomunicaciones operativos son adecuadas, e incluso potencialmente mejores que las simuladas en laboratorio, alentando la comercialización y prototipado de equipos de comunicación cuántica coherente. Este trabajo sienta las bases para futuras redes cuánticas de alto rendimiento, según los investigadores.
Sin embargo, aunque representa un avance importante, algunos expertos, como Carlos Sabín, de la Universidad Autónoma de Madrid (que no participó en el estudio), aclaran que todavía nos encontramos en una etapa muy preliminar del desarrollo de una internet cuántica completa.
Si bien este experimento valida la viabilidad técnica en condiciones reales y sobre redes comerciales, la materialización de una internet cuántica global no es inminente. No obstante, el camino hacia comunicaciones ultraseguras, inmunes a la interceptación gracias a las leyes de la física cuántica, está un paso más cerca después de este exitoso trabajo.
