ETH Zurich genera aleatoriedad cuántica certificada mediante qubits entrelazados

Un equipo de la ETH Zurich liderado por el criptógrafo Renato Renner enlazó 2 qubits sobre 30 metros para generar aleatoriedad certificada que ninguna máquina puede predecir. Los investigadores usaron entrelazamiento cuántico y una técnica de extractor de dos fuentes para producir una secuencia de números certificada por la física, en lugar de supuestos sobre el hardware, con los resultados publicados en Nature. El experimento aborda aplicaciones de criptografía, juegos y seguridad al proporcionar imprevisibilidad anclada en la mecánica cuántica más que en algoritmos pseudoaleatorios clásicos. El trabajo se basa en investigaciones de pruebas de Bell que descartan variables clásicas ocultas, ofreciendo lo que el equipo llama un “dado perfecto”, cuyos resultados siguen siendo fundamentalmente incognoscibles. El resultado refuerza el caso de la ventaja cuántica en sistemas de seguridad y desafía los modelos deterministas de la realidad al demostrar que ciertos resultados están, por prueba, más allá de la predicción.

El equipo de la ETH Zurich demuestra aleatoriedad cuántica certificada usando qubits entrelazados

El experimento de la ETH Zurich entrelazó 2 qubits usando fotones de microondas a través de unos 98 pies dentro de un túnel de 30 metros en Zúrich. Las mediciones en un qubit se correlacionaron con las del otro, pero los resultados individuales siguieron siendo fundamentalmente incognoscibles según el equipo. Los resultados en bruto de esas mediciones se procesaron con un extractor de dos fuentes, una técnica que purifica entradas débilmente aleatorias en salidas aleatorias demostrablemente aleatorias. La afirmación se apoya en la física en lugar de confiar en los componentes internos del dispositivo, con aleatoriedad certificada por la estructura del experimento y por la propia teoría cuántica. El trabajo aparece en Nature y se apoya en décadas de investigación de pruebas de Bell que descartan variables clásicas ocultas.

Apuestas de criptografía y juegos surgen de entropía respaldada por física

El enfoque se diferencia de los generadores típicos que dependen de algoritmos o ruido ambiental al anclar la salida en las leyes de la mecánica cuántica. El objetivo inmediato es la criptografía, donde la seguridad de las claves depende de la imprevisibilidad. Según los investigadores, bancos, proveedores de nube y módulos de seguridad de hardware podrían alimentar estos bits certificados en la generación de claves, el arranque seguro y la autenticación de alto riesgo. Los juegos y las loterías son candidatos, aunque la escalabilidad y el costo determinarán la velocidad. Los investigadores enmarcan el resultado como evidencia de ventaja cuántica, un dominio en el que las máquinas clásicas no pueden igualar la garantía. Para desarrolladores y CISOs, la entropía respaldada por física puede elevar el nivel de referencia bajo arquitecturas de seguridad que dependen de semillas pseudoaleatorias.

La mecánica cuántica desafía el determinismo mediante salidas impredecibles por prueba

El resultado aborda un debate de larga data en física. Si ciertas salidas están, por prueba, más allá de la predicción, entonces la indeterminación está incorporada a la realidad en lugar de representar ignorancia. Eso respalda la visión probabilística de la mecánica cuántica y reduce el espacio para explicaciones oculto-deterministas, según el equipo. El hallazgo reencuadra los modelos de riesgo al demostrar que cierta incertidumbre no puede promediarse, sino que solo debe respetarse y aprovecharse.

Preguntas frecuentes

¿Qué logró el equipo de la ETH Zurich con qubits entrelazados?

El equipo de la ETH Zurich liderado por Renato Renner enlazó 2 qubits sobre 30 metros para generar aleatoriedad certificada usando entrelazamiento cuántico y un extractor de dos fuentes. El sistema produce bits que nadie puede predecir, con aleatoriedad certificada por la física en lugar de supuestos sobre el hardware, y los hallazgos se publicaron en Nature.

¿En qué se diferencia la aleatoriedad cuántica de los generadores tradicionales de números aleatorios?

La aleatoriedad cuántica está anclada en las leyes de la mecánica cuántica en lugar de depender de algoritmos o ruido ambiental. El enfoque de la ETH Zurich usa qubits entrelazados y un extractor de dos fuentes para producir salidas aleatorias demostrablemente certificadas por la estructura del experimento y por la teoría cuántica, construyéndose sobre investigaciones de pruebas de Bell que descartan variables clásicas ocultas.

¿Por qué es importante la aleatoriedad cuántica certificada para la criptografía?

La aleatoriedad cuántica certificada proporciona imprevisibilidad que ninguna máquina puede adivinar de nuevo, lo cual es crítico para la seguridad de las claves criptográficas. Bancos, proveedores de nube y módulos de seguridad de hardware podrían usar estos bits respaldados por física para la generación de claves, el arranque seguro y la autenticación, elevando el nivel de seguridad bajo arquitecturas que actualmente dependen de semillas pseudoaleatorias.