La carrera espacial cuántica está aquí

Europa se está involucrando en la carrera para llevar la tecnología cuántica al espacio a lo grande, con no menos de tres empresas público-privadas para lanzar un satélite de comunicación cuántica. La tendencia al otro lado del Atlántico plantea una pregunta obvia: ¿dónde está Estados Unidos en esta carrera que los chinos han dominado desde que enviaron el primer satélite cuántico en 2016? La respuesta tiene implicaciones tanto estratégicas como tecnológicas.

Un satélite cuántico utiliza fotones que están inextricablemente vinculados o "enredados" por la física cuántica, para comunicarse con una estación terrestre. El enlace cuántico entrelazado permite la teletransportación de información a la velocidad de la luz, pero también significa que cualquier intento de interceptar la señal inmediatamente corta el enlace, lo que hace imposible la piratería. Los satélites de comunicaciones cuánticas se convertirán no solo en centros de una futura Internet cuántica, sino también en centros de redes a prueba de piratería para la transferencia de datos y comunicaciones clasificados, sin mencionar una arquitectura de comando y control que será una parte integral del dominio del dominio espacial.

El mes pasado, la Agencia Espacial Europea anunció un plan para un consorcio de 20 empresas para lanzar un satélite cuántico en 2024. El satélite utilizará tecnología de distribución de clave cuántica (QKD). es decir, intercambiar claves de cifrado solo conocidas entre partes compartidas. para las redes europeas de comunicaciones cuánticas seguras. El satélite volará en órbita terrestre baja (LEOLEO
) y estará conectado a un centro de operaciones con sede en Luxemburgo.

En febrero, la empresa aeroespacial con sede en Singapur SpeQtral también anunció lanzará su primer satélite QKD, SpeQtral-1, en 2024 con la ayuda de la Oficina de Industria y Tecnología Espacial de Singapur y la empresa aeroespacial francesa Thales. Sin esperar a quedarse atrás en este sentido, Virgin Orbit se asoció con la empresa británica Arqit Quantum para nada menos que cinco lanzamientos de satélites LEO QKD, a partir de 2023. Curiosamente, estos lanzamientos servirían a clientes gubernamentales potenciales con el "Sistema cuántico federado" de Arqit, que actualmente está disponible solo para los departamentos de defensa de las naciones Five Eyes.

QKD es una tecnología probada: empresas como IDQuantique en Suiza y QLabs en Australia han estado proporcionando cifrado cuántico para los clientes durante años (divulgación completa: ambos son miembros fundadores de la Iniciativa de Alianza Cuántica del Instituto Hudson). Desplegar esa tecnología en el espacio es más complicado, y todos estos proyectos de satélites serán experimentos, al menos al principio. Pero fue China quien lanzó el primer satélite cuántico en 2016, bautizado como Micius, y un año después lo utilizó para establecer cómo lograr una comunicación QKD de larga distancia entre estaciones terrestres separadas por más de 1200 km. En julio, China envió un segundo satélite de cifrado cuántico, que, según se informa, tiene una sexta parte de la masa de su predecesor de 2016.

Además, de acuerdo con Science Daily, en agosto, el laboratorio espacial en órbita Tiangong-2 de China transmitió claves de cifrado cuántico a cuatro estaciones terrestres, las mismas estaciones terrestres capaces de recibir claves cuánticas del satélite en órbita Micius, que utiliza la estación espacial como repetidor.

Todos estos son pasos hacia la creación de una constelación de satélites compatibles con el cifrado cuántico en una variedad de órbitas, que transmiten comunicaciones a larga distancia que son imposibles de piratear y opacas para quienes no conocen la clave cuántica.

Entonces, ¿dónde está Estados Unidos en todo esto? Extrañamente, a pesar de que la primera red QKD fue creada por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa en 2003, nuestro gobierno y especialmente nuestra Agencia de Seguridad Nacional han estado poco interesados ​​en las posibilidades de la comunicación basada en entrelazamiento y QKD, al tiempo que sugieren el interés chino en la tecnología ha sido una pérdida de tiempo y dinero. Recientemente, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea ha financiado investigaciones sobre el uso de drones para redes entrelazadas cuánticas, pero aquellos que supervisan estos esfuerzos no ven cómo el uso de una tecnología cuántica que solo funciona cuando el satélite y la estación terrestre están en perfecta alineación, marca una gran mejora en los sistemas actuales.

Aunque los CHIPS de EE. UU.HIPS
y la Ley de Ciencias de 2022, firmada por el presidente Biden en agosto, asigna más de $153 millones al año para la computación cuántica y las redes, no es probable que fomente más trabajo hacia los sistemas basados ​​en QKD en el cielo.

Sin embargo, es posible que esa actitud deba cambiar si los chinos y los europeos pueden demostrar cómo crear una verdadera red basada en QKD utilizando múltiples satélites conectados a múltiples estaciones terrestres, una red que está más allá del alcance incluso del hacker más sofisticado.

A fin de cuentas, si EE. UU. va a entrar en la carrera de los satélites cuánticos, es poco probable que lo haga solo. En cambio, aquellos que deseen que Estados Unidos aproveche este emparejamiento tecnológico emergente deberán alentar a un socio extranjero a que dé un paso adelante y se ofrezca a ayudar a motivar a nuestros científicos, ingenieros y, finalmente, al gobierno a dar este próximo gran salto cuántico, esta vez. al reino del espacio.