La red de distribución clave cuántica mide con precisión la vibración del suelo

Sep 27, 2023

Informe del 18 de mayo de 2022

por Bob Yirka, Phys.org

Un equipo de investigadores afiliados a varias instituciones en China descubrió que las redes de distribución de clave cuántica (QKD) se pueden usar para medir con precisión la vibración del suelo. En su artículo publicado en la revista Physical Review Letters, el grupo describe su implementación de una red QKD basada en fibra de dos campos en una distancia de 658 km. También determinaron que la red podría usarse como un medio para detectar vibraciones del suelo asociadas con terremotos o deslizamientos de tierra.

Las redes QKD hacen uso de las propiedades cuánticas únicas de los fotones para cifrar los datos enviados entre los dispositivos de comunicación. Debido a sus propiedades cuánticas, tales redes son casi imposibles de piratear sin que los hosts del sistema noten la actividad y cesen el transporte de mensajes. Debido a esta característica, los científicos de varios países han estado trabajando para mejorar la tecnología para un uso generalizado. En este nuevo esfuerzo, los investigadores desarrollaron e instalaron una red QKD de doble campo basada en fibra que aprovecha la forma en que los fotones interfieren como un medio para cifrar datos, y se sorprendieron al descubrir que la red de fibra también podría usarse para detectar vibración del suelo.

En su trabajo, los investigadores enviaron con éxito datos cifrados a través de un cable de fibra de 658 km, ampliando el récord de distancia anterior en aproximadamente 100 km. En una red de este tipo, las fluctuaciones en la fase de la luz que pasa a través del cable de fibra deben notarse y corregirse estirando el cable para que la distribución clave funcione correctamente. Tales fluctuaciones, señalaron los investigadores, generalmente surgen debido a las vibraciones del suelo.

En su sistema y otros similares, se usa un cable de fibra separado para bloquear las frecuencias entre los nodos de la red. Los investigadores encontraron que la información de tiempo en el segundo cable puede determinar con precisión, con un margen de error de aproximadamente 1 kilómetro, dónde se creó la fluctuación a lo largo del cable. Eso sugiere que sistemas como el suyo también podrían servir como sensores de vibración del suelo, posiblemente advirtiendo de un terremoto o deslizamiento de tierra en curso. En particular, para la aplicación en el mundo real, la tasa de transferencia de datos tendría que mejorarse.

Más información: Jiu-Peng Chen et al, Quantum Key Distribution over 658 km Fiber with Distributed Vibration Sensing, Physical Review Letters (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.180502

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