Se puede engañar al GPS; de la física cuántica no hay escape.

Investigadores demostraron una forma de comprobar si un dispositivo remoto está realmente donde afirma estar, sin confiar en las coordenadas que el propio dispositivo informa. En el experimento, dos estaciones verificadoras separadas por 2 km confirmaron la posición del dispositivo con una precisión de 74,3 m, combinando óptica cuántica con la limitación física de la velocidad de propagación de la información.

El nuevo esquema resuelve un problema distinto al del GPS. La navegación por satélite calcula coordenadas, pero ante la suplantación del GPS el receptor puede aceptar una señal de radio falsa por verdadera y mostrar una ubicación incorrecta. El protocolo cuántico no sustituye al GPS al determinar coordenadas, sino que verifica si la respuesta pudo haber llegado realmente desde el punto declarado.

En el publicado estudio se emplean dos estaciones situadas a ambos lados del dispositivo objeto de verificación. Una envía un débil impulso luminoso cuántico, y ambas transmiten simultáneamente información digital convencional. Tras recibir los mensajes, el dispositivo debe elegir la forma correcta de medir el estado cuántico y devolver el resultado de inmediato.

Las estaciones comprueban dos cosas al mismo tiempo: la corrección de la respuesta y el tiempo en que ésta regresa. La física cuántica limita la capacidad de un atacante para interceptar y reproducir sin ser detectado el estado enviado, y la teoría de la relatividad impide que cómplices intercambien información más rápido que la luz. Por ello, un dispositivo situado en otro lugar debe o bien equivocarse al medir o bien retrasarse en la respuesta.

El retraso temporal se traduce directamente en error de coordenadas. Cada nanosegundo adicional aumenta la incertidumbre en aproximadamente 30 cm. En la instalación experimental la máxima demora de la respuesta alcanzó 247,8 ns, lo que produjo una precisión espacial de 74,3 m. La parte cuántico-óptica del sistema, además, operó con un error de 0,27%.

Para el experimento, los investigadores renunciaron a fuentes complejas de fotones individuales y emplearon impulsos luminosos coherentes débiles que pueden generarse con láseres convencionales. La intensidad de esos impulsos puede ajustarse para compensar parte de las pérdidas en el trayecto óptico. Los datos clásicos se transmitieron en paralelo en varias longitudes de onda, y los cálculos los realizó equipo especializado con una latencia inferior a 118 ns.

Los esquemas clásicos de verificación de localización sin un secreto confiable adicional son vulnerables al relevo: dos cómplices pueden interceptar las peticiones desde distintos lados y reenviarlas, creando la impresión de que el dispositivo está entre las estaciones verificadoras. En la versión cuántica, ese intercambio resulta mucho más difícil, ya que el atacante debe simultáneamente manejar el estado cuántico y ajustarse a un límite de tiempo estricto.

Sin embargo, los autores no afirman que el protocolo ya esté protegido frente a cualquier posible adversario cuántico. Para la configuración empleada, los cálculos muestran que el atacante tendría que mantener de forma continua recursos cuánticos auxiliares a una frecuencia de aproximadamente 10 MHz. Si se considera como tal recurso el entrelazamiento cuántico, el nivel requerido excede en más de dos órdenes de magnitud las capacidades de los sistemas actuales; no obstante, los investigadores señalan por separado que tal asunción aún requiere un análisis de seguridad más riguroso.

Por ahora, la aplicación práctica la limitan la distancia, las pérdidas de luz y las latencias del equipo. Los actuales 74,3 m permiten confirmar la presencia de un objeto aproximadamente dentro de un edificio o de una zona vigilada, pero no determinar su posición con la precisión de la navegación para teléfonos inteligentes. Los investigadores planean aumentar la distancia y reducir las demoras para estrechar la zona en la que puede encontrarse el dispositivo verificado.

A futuro, se propone usar la verificación cuántica de ubicación como un factor de seguridad adicional. Por ejemplo, un servidor podría permitir el acceso a una base sensible únicamente a un dispositivo dentro de una sala determinada, un sistema de pagos podría comprobar la presencia física del cliente en el punto requerido, y un sistema logístico confirmaría la llegada de una carga valiosa a un lugar determinado. Este enfoque no reemplaza al GPS, sino que añade a las coordenadas una respuesta separada a una pregunta más compleja: ¿se puede confiar en estas coordenadas?