Las tecnologías cuánticas, que aprovechan los efectos de la mecánica cuántica, están emergiendo como herramientas prometedoras para abordar problemas del mundo real de manera más rápida y eficiente. Entre estas innovaciones, destacan los sensores cuánticos, que tienen el potencial de medir parámetros específicos con una precisión notable.
Las redes de sensores cuánticos (QSNs) se basan en el fenómeno cuántico conocido como entrelazamiento, que permite a las partículas mantener una conexión sostenida, compartiendo información instantáneamente a pesar de la distancia. Sin embargo, para que estas redes se implementen eficazmente, es crucial garantizar que la información compartida entre los sensores permanezca privada y no sea accesible a terceros malintencionados.
Un nuevo protocolo para la privacidad en redes de sensores cuánticos
Un equipo de investigadores de la Universidad de La Sorbona ha propuesto un nuevo protocolo que podría mejorar la privacidad de la información compartida entre sensores cuánticos interconectados. Según Majid Hasani, primer autor del estudio publicado en Physical Review Letters, el objetivo es desarrollar un protocolo privado que permita estimar parámetros desconocidos sin que haya filtraciones de información.
El protocolo se basa en una herramienta matemática conocida como la matriz de información de Fisher cuántica (QFIM), que cuantifica la precisión de las estimaciones de parámetros asociadas con dispositivos o procesos de medición cuántica. Hasani explica que esta matriz establece un límite inferior en la precisión de las estimaciones y cuantifica la cantidad máxima de información extraíble sobre parámetros conocidos a través de todas las mediciones posibles.
Los investigadores han manipulado la QFIM para identificar el estado cuántico en una red de sensores que maximiza la privacidad. Además, introdujeron el concepto de quasiprivacidad (𝜀-privacidad), que mide qué tan cerca está un estado cuántico de garantizar una «privacidad perfecta».
Para demostrar el potencial de su protocolo, los autores ofrecieron un ejemplo de cómo podría aplicarse en una red de sensores cuánticos para estimar el promedio de parámetros desconocidos, mostrando cómo su enfoque podría aumentar la privacidad en este contexto. Hasani señala que el método presentado proporciona una manera sistemática de construir un protocolo con información extraíble ajustable, lo que permite controlar la filtración de información y protegerla de adversarios maliciosos.
A pesar de que el protocolo propuesto se ha demostrado hasta ahora de forma teórica, el equipo tiene planes de implementarlo y probarlo experimentalmente en un futuro cercano. Este esfuerzo podría ser fundamental para el desarrollo de sensores y comunicaciones cuánticas seguras.
Más información:
Majid Hassani et al, Privacy in Networks of Quantum Sensors, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.030802. En arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2408.01711
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