Las memorias cuánticas están llamadas a desempeñar un papel central en las futuras redes cuánticas, ya que permiten almacenar y recuperar la información bajo demanda. Si bien su utilidad para la distribución de entrelazamiento y las comunicaciones a larga distancia está bien establecida, su potencial va mucho más allá de este marco.
Vista conceptual de tres ordenadores cuánticos conectados entre sí.
Investigadores e investigadoras acaban de demostrar por primera vez que una memoria cuántica puede integrarse en un protocolo de criptografía. Esta demostración es el resultado de una colaboración fructífera entre dos proyectos del PEPR cuántico, el proyecto QMemo y el proyecto QCommTestBed.
El protocolo elegido es el de la "moneda cuántica", propuesto hace casi cuarenta años por Stephen Wiesner y que garantiza una infalsificabilidad completa para los billetes bancarios que utilizan este protocolo de validación. La innovación principal reside aquí en la introducción de una etapa de almacenamiento: la "tarjeta cuántica" del cliente se conserva en una memoria antes de ser utilizada. Las primeras demostraciones de moneda cuántica eran esencialmente pruebas de principio realizadas sobre la marcha, sin etapa de almacenamiento.
Ahora bien, para que un billete o una tarjeta cuántica pueda utilizarse efectivamente —por ejemplo, para un pago diferido o verificado a distancia— es necesario integrar una memoria que asegure la conservación temporal de los estados cuánticos. Este resultado solo ha sido posible gracias a las prestaciones sin precedentes de la memoria implementada - un conjunto de átomos de cesio enfriados por láser - que combina una eficiencia de almacenamiento muy elevada y un ruido extremadamente bajo. Estas prestaciones permiten garantizar los umbrales de seguridad requeridos para futuras aplicaciones, y que hasta ahora habían permanecido fuera de alcance.
Este avance muestra que las memorias cuánticas han alcanzado actualmente un grado de madurez que permite considerar su despliegue en aplicaciones concretas. Ya no se limitan a un papel de preservación de la información en los repetidores cuánticos, sino que se convierten, progresivamente, en herramientas polivalentes para las redes cuánticas. Estos resultados se publican en la revista Science Advances.