Grupo de investigadores de la UdeC y la Ucsc asociados al centro de excelencia diseñaron microcircuito capaz de procesar la información a una velocidad 600 millones de veces más rápida que un parpadeo. Dispositivo electrónico desarrollado tiene gran potencial de aplicación en seguridad informática.
La versión extendida de la trilogía cinematográfica “El Señor de los Anillos” dura más de 11 horas y que se pueda ver 5 mil veces en 1 segundo es un dato que cuantifica la impresionante sensibilidad para procesar información del dispositivo que desarrollaron ingenieros y físicos del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (Miro) y publicaron en la reciente edición de la revista del Institute of Electrical and Electronics Engineer.
Es un microcircuito electrónico “capaz de recibir hasta 2 gigabytes en un segundo. Es decir, sería 600 millones de veces más veloz que un parpadeo”, resalta el doctor Jaime Cariñe, académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Católica de la Santísima Concepción (Ucsc) y uno de los investigadores que participó del estudio que también tiene como autores a científicos de los departamentos de Física e Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Concepción (UdeC) y a uno de la Linköpings Universitet (Suecia). “Es un mini ecosistema capaz de visualizar una coincidencia entre dos fotones en un lapso temporal comparable con un parpadeo casi igual a la velocidad de la luz”, apunta.
Para lograrlo usaron el microcircuito “Matriz de compuertas lógicas programables en campo”, de muy bajo costo y poderoso.
Carrera cuántica y seguridad
Resultados que evidencian la capacidad que hay en Chile para usar tecnologías de punta, diseñar instrumentación científica avanzada y estar en la frontera del progreso. Es que con el desarrollo, sumado a los previos y otros en los que se abocan, desde el Miro y con aportes de científicos de Concepción se participa en lo que Jaime Cariñe llama “carrera cuántica”, liderada por superpotencias como China o Estados Unidos que han invertido billones de dólares para evolucionar hacia tecnologías de capacidades tan descomunales que parecen ciencia ficción como los computadores cuánticos: “tan poderosos que pueden hacer velozmente tareas en las que un computador clásico demoraría décadas”, afirma. La computación clásica se basa en bits que pueden estar en 1 o 0 y en un estado a la vez; la cuántica en los cúbits que pueden tener los dos estados simultáneos. Así, abren puertas lógicas que posibilitarían nuevos algoritmo y volver tratables problemas hoy intratables. Son estados cuánticos, generados en el Miro montando sistemas ópticos, y el microcircuito es “capaz de ver de manera instantánea estos estados”, precisa Cariñe.
Y una de sus potentes aplicaciones es en el campo de las tecnologías cuánticas para la privacidad y seguridad informática, línea en la que continuarán avanzando, pues ya diseñaron un dispositivo óptico que permite generar compuertas cuánticas (publicado en 2020). “Esperamos el próximo año tener un sistema completo de seguridad de la información”, manifiesta.
La razón es que cada vez se plantean más grandes retos en esa materia, dada la mayor hiper e interconexión del mundo, con múltiples actividades que dependen de sistemas informáticos y en ascenso con la masividad de la red 5G, el Internet de las Cosas (IoT) y el desarrollo de ciudades inteligentes, además del propio progreso de la computación cuántica y el potencial incremento de su presencia: se proyecta que termine por reemplazar a la informática y equipos actuales.
Explica que al separar dos estados cuánticos puede haber comunicación, pero si alguien observa podría romperse y ser vulnerada, implicando grandes riesgos, desde violar al instante transacciones bancarias hasta secretos de Estado. Con un microcircuito como el desarrollado la información siempre estaría protegida, porque una intromisión sería detectada tan rápido que decir inmediato es poco. “Es tan seguro que existiendo computadores cuánticos tendríamos una comunicación privada y segura”, asevera .
Trabajo en el Miro
El desarrollo del microcircuito electrónico nació cuando Jaime Cariñe cursaba sus estudios doctorales en el Departamento de Ingeniería Eléctrica UdeC, una de las casas de estudio que lidera al Miro (Millennium Institute for Research in Optics). Algo que fue fruto de varios años de trabajo multidisciplinario en la UdeC, con mediciones finales que se obtuvieron en los laboratorios de Miro. Para obtener los resultados se requirió de un diseño avanzado en lenguaje de hardware, modelación matemática para calibrar el instrumento y un sofisticado diseño óptico para evaluar la funcionalidad del circuito.