es.wedoany.com Noticia: Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han creado un generador de números aleatorios cuánticos (QRNG) capaz de probar activamente la integridad de su propio hardware chip, superando por primera vez la dependencia de la certificación del fabricante. Los resultados se publicaron el 5 de junio en PRX Quantum.
Cada clave de cifrado y transacción segura depende de números aleatorios impredecibles, pero hasta ahora, todos los generadores de números aleatorios requerían que el usuario confiara en que el hardware subyacente no sería vulnerado. Con el avance de la computación cuántica, esto podría convertirse en una vulnerabilidad crítica. El equipo de la NUS, liderado por el profesor asociado Charles Lim de la Facultad de Ingeniería y Diseño, construyó este chip, que puede verificar en tiempo real su propio hardware de medición, proporcionando garantías de seguridad incluso frente a atacantes con capacidades de computación cuántica.
La eficiencia del detector de este chip alcanza el 69,1%, con una tasa de datos actual de 64 bits por segundo, inferior a la tasa de datos de más de 100 gigabits por segundo de los QRNG tradicionales de dispositivos confiables. Sin embargo, el equipo espera lograr una mejora de cinco órdenes de magnitud, alcanzando los 68 megabits por segundo, mediante un fotodiodo mejorado ya desarrollado, consolidando así su potencial de integración en sistemas de seguridad en diversos campos. Esta innovación aborda una vulnerabilidad de larga data en todos los generadores de números aleatorios (tanto clásicos como cuánticos): la confiabilidad del hardware de medición se asumía previamente, no se verificaba. A diferencia de diseños anteriores, este QRNG emplea un protocolo independiente del dispositivo de medición (MDI), trasladando la carga de confianza del detector en sí a la señal de luz de entrada. El chip prepara estados de luz cuánticos conocidos, los mide con detectores integrados y luego compara la salida con las predicciones teóricas, realizando esencialmente una autocalibración en cada operación. Si el rendimiento del detector se desvía de lo esperado, el sistema se detiene, evitando la liberación de números aleatorios potencialmente comprometidos.
Este chip se fabrica con un proceso estándar de obleas de ocho pulgadas y funciona a temperatura ambiente. La eficiencia total del detector integrado alcanza el 69,1%, superando el umbral mínimo del protocolo del 67%. El chip logra la seguridad a nivel de chip más alta demostrada, incluso frente a posibles atacantes equipados con tecnología cuántica, una amenaza que las pruebas clásicas no pueden enfrentar.
"La unidad de medición en los generadores de números aleatorios cuánticos ha sido tradicionalmente difícil de caracterizar, lo que dificulta garantizar su confiabilidad real", dijo el profesor asociado Lim. "Nuestra solución elimina la necesidad de confiar en que esa unidad funcione según lo especificado durante su uso".
La colaboración con Squareroot8 Technologies, una empresa de comunicaciones cuánticas incubada por la NUS, fue crucial tanto para el diseño del protocolo como para la certificación de seguridad posterior, destacando una ruta directa desde la investigación académica hasta la aplicación comercial. El profesor asociado Lim indicó que este chip allana el camino para integrar generadores de números aleatorios cuánticos autoverificables prácticos en sistemas compactos y seguros.
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