Thales Alenia Space e Hispasat han presentado QKD-GEO, el primer sistema español de distribución de clave cuántica montado sobre un satélite geoestacionario. Un proyecto que está encaminado a blindar la información frente a futuras amenazas de la computación cuántica y a fortalecer la infraestructura de comunicaciones seguras en Europa.
Con un presupuesto de 103,5 millones de euros, esta iniciativa de la SETELECO – cuya contratación gestiona el CDTI-, cuenta con financiación del PERTE Aeroespacial. Además, como ha detallado Ángel Álvaro, responsable de I+D de Thales Alenia Space y director técnico del proyecto, el 67% de la actividad del mismo se realiza en nuestro país mediante un conglomerado de empresas públicas y privadas, grandes y pequeñas, y un importante apoyo académico. Todas ellas coordinadas por Thales.
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Funcionamiento de QKD-GEO
Desde una perspectiva técnica, QKD-GEO recurre a la luz para transmitir información mediante fotones individuales, y al satélite para detectarlos, recibirlos y enviarlos. El gran reto de esta propuesta, como ha explicado el directivo, radica en todos los componentes necesarios para que la comunicación fluya. A saber, la fuente láser que ha de emitir pulsos ultracortos, rápidos y controlados; los telescopios que deben estar calificados para el espacio; el sistema de apuntamiento que, a modo de ejemplo, supone acertar a dar a una moneda de un euro a 25 kilómetros; y la detección de un único fotón emitido desde 36.000 kilómetros que es donde se ubican los satélites geoestacionarios. En otras palabras: “Es un sistema extremadamente delicado y extremadamente sensible”, ha matizado Ángel Álvaro, ya que precisa especializar equipos y definir estándares, casos de uso y aplicaciones. No en vano, se generan centenares de clave por segundo y esas claves (mensajes) sólo se transmiten en una dirección. Es más, de 500 millones de fotones por segundo que se transmiten, sólo se reciben unos pocos miles. En este sentido, la posición final del satélite anfitrión resultará esencial.
La futura red QKD espacial en órbita
Y es que actualmente nos encontramos en el camino hacia la futura red QKD espacial. Un camino en el que están trabajando muchos países, con China a la cabeza. El gigante asiático ya anunció en 2023 Micius, el primer satélite de distribución de clave cuántica LEO. Aunque también hay otros proyectos en marcha en como Eagle-1 de SES, Spectral en Singapur o QUBE en Alemania. Asimismo, hay que recordar la iniciativa europea EuroQCI.
En España, como ha explicado Antonio Abad, CTO de Hispasat, ya en el año 2020 se empezó a pensar en el desarrollo de este satélite GEO, y a día de hoy, está preparado. Y, además, viene bajo el brazo con un plus: poder comercializar servicios.
Un paso más allá del experimento: comercializar servicios
Como hemos visto, estas comunicaciones bidireccionales de datos a través de la luz al espacio ya las han llevado a cabo desde China, pero a través de satélites LEO, de órbita baja. Lo novedoso de este proyecto es que recurre a un satélite GEO y que va más allá de un experimento físico al permitir comercializar servicios que se pueda dar a los usuarios, es decir, tiene un despliegue operacional. Y esto supone tener que configurar todo el sistema alrededor del canal cuántico.
Desde el primer momento en el que se empezó a pensar en esta iniciativa, desde Hispasat involucraron a Telefónica y Cellnex y también a clientes finales como Banco Santander, BBVA y CCN. La idea era comercializar servicios ofreciendo algo más que la conectividad pura y dura, por ejemplo, dar conectividad con seguridad. Respecto al precio al que se venderán esos futuros servicios, aún no está definido porque lo que se está concretando ahora son casos de uso y un plan de negocio junto al desarrollo tecnológico.
Así las cosas, cuando QKD-GEO esté operativo –aproximadamente para 2028-, se brindarán varios servicios. Una básico en el que cada usuario tiene su propio telescopio o terminal para transmitir con seguridad; y otro para usuarios comerciales en tanto en cuanto se montará un nodo urbano (uno en Madrid con Telefónica y otro en Barcelona con Cellnex), mediante el cual los usuarios recibirán las claves por un módem. Para distancias cortas se optará por la fibra óptica, para distancias más largas por el satélite, ya que los fotones viajan mucho más rápido por el espacio.
“Estos es sólo el principio de las comunicaciones cuánticas”, ha concluido el CTO de Hispasat. De hecho, el operador satelital ha registrado una patente con Multiverse Computing para crear un canal cuántico entre dos ordenadores ubicados remotamente.
El potencial de QKD-GEO
-Primer sistema de entrega de claves cuánticas transoceánico.
-Primera misión del mundo en transmitir QKD desde órbita geoestacionaria.
-Primer paso para las comunicaciones ópticas en el espacio.
-España puede convertirse en un actor clave del sector.
Objetivo: 115 terminales
El plan de este proyecto es diseñar un sistema capaz de manejar 115 terminales pero, de momento en el programa sólo se contempla el desarrollo y suministro de tres para validar el sistema y que podrán funcionar en pocos años: dos para los servicios de Hispasat y un tercero para Canarias. Como próximos pasos, se realizará una prueba de campo funcional de extremo a extremo con un enlace de 140 kilómetros (perturbaciones atmosféricas incluidas), entre Tenerife y La Palma en 2026.
QDK para hacer frente a las amenazas cuánticas
La criptografía clásica tiene los días contados con la llegada de ordenadores cuánticos capaces de descifrar las claves criptográficas en cuestión de horas. Ante este panorama, tenemos entre 10 y 15 años para preparamos y reformular la criptografía clásica y diseñar una criptografía Quantum-Safe. Para atajar este problema hay dos corrientes en marcha: el desarrollo de algoritmos para la creación de criptografía postcuántica, más conocida como PQC, y la distribución de claves cuánticas o QDK.
