Un nuevo método de criptografía cuántica bloquea los intentos de espionaje

En 1984 se presentó el primer protocolo de criptografía cuántica, una forma segura de intercambiar información privada explotando las propiedades de la mecánica cuántica, pero requiere seguir el rastro que dejan los espías. Ahora investigadores japoneses se han dado cuenta de que existe una fórmula para evitar los intentos de espionaje en lugar de detectarlos.

La nueva distribución cuántica de claves (QKD) impide a los espías obtener información para decodificar el mensaje. / Nature

La distribución cuántica de claves (QKD, por sus siglas en inglés) que se usa en criptografía cuántica de forma habitual se basa en el principio de incertidumbre de Heisenberg, que señala cómo el solo hecho de medir en un sistema ya lo perturba. Si un espía actúa en estos sistemas puede leer la señal, pero deja una huella que los usuarios legítimos usan para contraatacar y hacer el sistema más seguro.

Investigadores de la Universidad de Tokio (Japón) han desarrollado un protocolo o nueva QKD que funciona con un principio diferente, según publican en la revista Nature. “En lugar de detectar los intentos de espionaje, los evita; de tal forma que el espía no puede leer mucho aunque se lo proponga”, explica a Sinc el investigador principal, Masato Koashi.

El científico pone un ejemplo: “El método convencional es como tener una fábrica poco fiable, donde sus productos deben someterse a pruebas estrictas para pasar el control de calidad. Sin embargo, el nuevo método es como tener una fábrica fiable que asegura hacer buenos productos”.

El nuevo protocolo no requiere monitorizar las perturbaciones en las señales, ni medir su influencia en el sistema. Las ecuaciones y algoritmos que tienen detrás simplemente impiden a los espías obtener información suficiente para decodificar el mensaje, además de simplificar los procedimientos. En situaciones donde aumenta el ruido del canal o se acortan los tiempos de comunicación, también actúa mejor que los protocolos tradicionales.

Según los autores, otro hecho sorprendente es que la nueva idea se puede implementar en un interferómetro convencional con un láser corriente. El esquema de criptografía cuántica propuesto consiste en lanzar impulsos de luz, que se dividen en dos caminos. En uno de ellos se induce un retardo y mediante detectores de fotones se miden los resultados.

El nuevo protocolo de criptografía cuántica se puede experimentar con un interferómetro convencinal y lanzando pulsos láser. / Laboratorio Koashi - Universidad de Tokio

Fuente: http://www.agenciasinc.es/Noticias/Un-nuevo-metodo-de-criptografia-cuantica-bloquea-los-intentos-de-espionaje

Las propiedades de los vidrios a bajas temperaturas duran millones de años

En un trabajo publicado en Physical Review Letters, físicos de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) estudiaron muestras de ámbar de más de 110 millones de años de edad: sólidos en estado vítreo que han sufrido un extraordinario proceso de envejecimiento y estabilización termodinámica. Las muestras de ámbar fueron tomadas de El Soplao, una cueva en Cantabria cuya formación se remonta al Cretácico y que hoy alberga en sus 20 kilómetros de longitud gran cantidad de particulares formaciones geológicas.

En el Laboratorio de Bajas Temperaturas de la UAM los investigadores caracterizaron las propiedades termodinámicas de estas muestras y midieron su calor específico a temperaturas hasta por debajo de 0,1 kelvin. Por otra parte, se realizaron medidas complementarias de velocidad del sonido de las mismas muestras en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC) mediante una técnica de espectroscopía llamada Brillouin.

Cueva de El Soplado, Cantabria. / Wikipedia

“La idea era comparar estas y otras propiedades físicas de los vidrios vírgenes de ámbar hiperenvejecido con las de las mismas muestras, a medida que se les iba borrando gradualmente su historia térmica a base de procesos de calentamiento, hasta llegar finalmente a un vidrio completamente rejuvenecido después de haber hecho pasar al ámbar por el estado líquido”, explica Miguel Ángel Ramos, investigador del departamento de Física de la Materia Condensada de la UAM y director del trabajo.

El ámbar podría ayudar a esclarecer muchas incógnitas que todavía hoy tenemos sobre el estado vítreo.

Estos experimentos permitieron a los expertos demostrar que las dos características más importantes y omnipresentes de los sólidos vítreos a bajas temperaturas (la presencia de sistemas de tuneleo de dos niveles y el llamado 'pico bosónico') persisten esencialmente sin cambios en estos vidrios altamente estabilizados, al contrario de lo que generalmente se pensaba durante los últimos cuarenta años.

“El hallazgo más llamativo de nuestro trabajo fue observar que la densidad de sistemas de dos niveles, quizás la más conocida de las anomalías universales de los sólidos amorfos a muy bajas temperaturas, es exactamente la misma en el ámbar virgen superestabilizado termodinámicamente y en las muestras posteriormente rejuvenecidas, que son por tanto vidrios convencionales”, declara Tomás Pérez Castañeda, del departamento de Física de la Materia Condensada de la UAM, y quien realizó la mayor parte de los experimentos como parte de su tesis doctoral.

Según señalan también los autores de la investigación, el ámbar podría servir en un futuro próximo como material modelo de gran utilidad para esclarecer muchos otros rompecabezas que continúan jalonando las investigaciones de la física del estado vítreo, mucho más desconocida y debatida que la correspondiente al estado cristalino.

Fuente: http://www.agenciasinc.es/Noticias/Las-propiedades-de-los-vidrios-a-bajas-temperaturas-duran-millones-de-anos

Se reescriben las leyes que determinan cómo el polvo modifica la luz que nos llega de las estrellas

El medio interestelar presenta polvo que provoca que los objetos parezcan menos luminosos y más rojos de lo que en realidad son. Ahora investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucíam (CSIC) y otros centros internacionales han dado con la forma de corregir este efecto.

La nebulosa 30 Doradus. Fuente: J. Maíz-Apellániz, N. Walborn y R. Barbá.

Conocer las propiedades de una estrella podría ser tan sencillo como tomar una imagen y medir su brillo (lo que se conoce como fotometría) si el medio que atraviesa nuestra línea de visión fuera transparente. Pero el medio interestelar se halla salpicado de polvo, que absorbe y dispersa la luz y provoca que los objetos parezcan menos luminosos y más rojos -o fríos- de lo que en realidad son. Un efecto que, con un trabajo que acaba de publicarse, por fin puede corregirse de forma eficaz.

"En la longitud de onda de la luz que ven nuestros ojos, el visible, de cada billón de fotones emitidos por una estrella en el centro de la Vía Láctea solo uno consigue alcanzarnos -señala Jesús Maíz Apellániz, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que encabeza la publicación-. Este es un ejemplo extremo de cómo el polvo afecta a la luz de las estrellas, un fenómeno que se produce con menos intensidad pero sin excepción en todos los entornos".

Las limitaciones de las leyes empleadas desde 1989 para corregir este efecto, que inducen a errores en la caracterización de las estrellas, hacían necesario un relevo

Así, en todas las observaciones astronómicas deben corregirse los efectos del polvo antes de intentar extraer las características de un objeto. Y el investigador del IAA, junto con un grupo internacional de colaboradores, comprobó que las leyes empleadas hasta ahora para calcular la extinción de la luz producida por el polvo, que datan de 1989, presentaban importantes limitaciones y, entre otras cosas, aportaban estimaciones de temperatura erróneas para las estrellas. De modo que asumieron la tarea de cambiar esas leyes.

El método ideal para ello residía en disponer de un grupo de objetos cuyas características (brillo, temperatura...) se conocieran de antemano de manera fidedigna mediante espectroscopía y compararlas con las que aporta la fotometría sometida a la corrección con las leyes de extinción tradicionales. Así, cualquier desviación permitiría detectar los errores y corregir las leyes. Los investigadores, que comenzaron este trabajo hace seis años, partieron de una primera muestra de mil estrellas y la redujeron hasta ochenta y tres objetos "idóneos".

Tras someter esta muestra a distintos experimentos, que confirmaron las grandes desviaciones que producen las leyes de extinción de 1989, desarrollaron una versión actualizada que, por ejemplo, reduce a un tercio los errores en la determinación de temperaturas.

De hecho, los resultados de las nuevas leyes se acercan a la precisión de los que se obtienen gracias a la espectroscopía, que se mantiene como el mejor método para estudios detallados. "Sin embargo, gracias a este trabajo podemos obtener estimaciones de temperatura aceptables mediante fotometría, con la ventaja de que esta técnica permite estudiar más objetos por unidad de tiempo", destaca Maíz Apellániz (IAA-CSIC).

La investigación llega en el momento oportuno, ya que unas leyes de extinción limitadas impiden explotar la gran calidad de los datos que obtienen los instrumentos actuales, como el telescopio espacial Hubble. Además, nos hallamos en una época en auge para los sondeos fotométricos masivos, como la misión GAIA, que observará mil millones de estrellas de la Vía Láctea, para los que este trabajo será clave.

Fuente: http://www.agenciasinc.es/Noticias/Se-reescriben-las-leyes-que-determinan-como-el-polvo-modifica-la-luz-que-nos-llega-de-las-estrellas