Por primera vez, investigadores han conseguido transmitir comunicaciones cuánticas coherentes a lo largo de 254 km de una red de fibra óptica comercial en Alemania, sin necesidad de equipos criogénicos. El avance ha sido llevado a cabo por Toshiba Europa y supone un paso clave hacia una futura implementación realista de una internet cuántica.
En un experimento pionero llevado a cabo en Alemania, un equipo liderado por Mirko Pittaluga de Toshiba Europe ha demostrado la posibilidad de realizar comunicaciones cuánticas coherentes en una red de telecomunicaciones comercial ya desplegada.
El estudio, publicado en la revista Nature, informa sobre la transmisión de mensajes cuánticos a través de una red de 254 km que conecta tres centros de datos entre Frankfurt, Kehl y Kirchfeld.
El sistema implementado utiliza un protocolo avanzado de distribución cuántica de claves (QKD, por sus siglas en inglés) denominado twin-field QKD, basado en la coherencia óptica, lo que permite duplicar la distancia de comunicación en comparación con métodos tradicionales.
A diferencia de enfoques anteriores que requerían equipos sofisticados como refrigeradores criogénicos, esta solución se basa en detectores de fotones de avalancha (APDs), más prácticos y económicos.
Mediante técnicas innovadoras de estabilización de fase y sincronización de frecuencia entre nodos, los investigadores lograron mantener la coherencia entre las señales ópticas transmitidas desde los extremos de la red (llamados Alice y Bob) hasta un nodo central receptor (Charlie).
Este diseño en estrella facilita la escalabilidad del sistema, lo que podría permitir el desarrollo de redes cuánticas más grandes en el futuro, indican los autores.
Durante la operación ininterrumpida de 7,5 horas, el sistema alcanzó una tasa de generación de clave secreta (SKR) de 110 bits por segundo, con una visibilidad de interferencia superior al 97 %, un indicador clave del buen mantenimiento de la coherencia. Además, el sistema mostró una estabilidad de polarización notablemente mejor en condiciones reales que en laboratorio, gracias al uso de fibras ópticas subterráneas.
Este logro no solo duplica la distancia alcanzable con QKD en entornos reales sin refrigeración criogénica, sino que también supera límites teóricos para enlaces punto a punto con detectores similares. Según el equipo de Pittaluga, estos resultados acercan a la realidad tecnologías como repetidores cuánticos, redes de sensores cuánticos y computación cuántica distribuida, consolidando un paso más hacia la futura internet cuántica práctica.
Referencia:
Mirko Pittaluga et al. "Long-distance coherent quantum communications in deployed telecom networks". Nature (2025).
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