Grupo Oesía ha sido seleccionado para desarrollar dos componentes tecnológicos esenciales del proyecto QKD-GEO, una iniciativa destinada a desarrollar el primer sistema europeo de distribución cuántica de claves desde una órbita geoestacionaria. El programa está liderado por Thales Alenia Space en España, cuenta con financiación europea canalizada a través del PERTE Aeroespacial y es gestionado por el CDTI.
El proyecto pretende avanzar en una tecnología considerada estratégica para la seguridad de las comunicaciones ante la futura evolución de la computación cuántica. La distribución cuántica de claves, conocida por sus siglas QKD (Quantum Key Distribution), utiliza propiedades de la física cuántica para establecer claves criptográficas y detectar determinadas alteraciones o interferencias producidas durante el proceso de transmisión. El objetivo es desarrollar comunicaciones resistentes frente a amenazas que podrían comprometer algunos sistemas criptográficos convencionales en el futuro.
La participación de Grupo Oesía se concentra en dos elementos de la carga útil del futuro sistema. El primero es la fuente de fotones, encargada de generar los estados ópticos que contienen la información cuántica empleada en el intercambio de las claves. El segundo corresponde a la electrónica de control y procesamiento del generador cuántico de números aleatorios (QRNG), un componente que deberá funcionar en las exigentes condiciones del entorno espacial.
La compañía española ya ha alcanzado uno de los principales hitos técnicos de su participación. El pasado 30 de junio entregó a Thales Alenia Space los modelos de ingeniería avanzados de ambos desarrollos, que deben integrarse con el resto de la carga útil del proyecto QKD-GEO.
Un satélite a 35.786 kilómetros de la Tierra
La particularidad de QKD-GEO reside en que el sistema está concebido para operar desde una órbita geoestacionaria, situada aproximadamente a 35.786 kilómetros sobre la superficie terrestre. Desde esa posición, el satélite podrá formar parte de una arquitectura destinada a experimentar y validar la distribución cuántica de claves a grandes distancias.
La órbita geoestacionaria presenta unas exigencias técnicas muy superiores a las de un entorno terrestre. Los componentes electrónicos y fotónicos deben funcionar durante largos periodos sometidos a condiciones extremas, incluyendo radiación, variaciones térmicas y restricciones muy estrictas de masa, consumo energético, fiabilidad y mantenimiento.
Para Grupo Oesía, el proyecto supone trasladar capacidades desarrolladas en fotónica y tecnologías cuánticas a un entorno espacial. La compañía considera esta participación una demostración de su capacidad para desarrollar tecnología propia en ámbitos de alta especialización.
El presidente ejecutivo de Grupo Oesía, Luis Furnells, ha señalado que el hito demuestra la capacidad de la compañía para desarrollar tecnología propia en áreas como la fotónica y la tecnología cuántica en un entorno tan exigente como el espacial. Furnells también ha situado el proyecto dentro de la estrategia europea para reforzar la seguridad de las comunicaciones y la autonomía tecnológica.
Qué es la distribución cuántica de claves
La QKD no consiste en cifrar directamente todos los datos mediante física cuántica. Su función principal es permitir que dos puntos de una red puedan establecer una clave criptográfica compartida utilizando estados cuánticos.
La característica relevante es que determinados intentos de observar o modificar los estados cuánticos utilizados para generar la clave pueden introducir alteraciones detectables. Esto proporciona un mecanismo para identificar posibles interferencias en el proceso de distribución de la clave.
Una vez establecida la clave, los datos pueden protegerse mediante algoritmos criptográficos convencionales. La ventaja que persigue la QKD se encuentra, por tanto, en el procedimiento de generación y distribución de las claves.
El desarrollo de sistemas QKD desde satélites responde a un problema de escala. Las comunicaciones cuánticas terrestres están condicionadas por las pérdidas que experimentan las señales ópticas cuando recorren grandes distancias a través de fibras o de la atmósfera. Las plataformas espaciales pueden permitir experimentar con enlaces de mucha mayor longitud.
La Unión Europea considera precisamente la comunicación cuántica espacial uno de los elementos de su futura infraestructura EuroQCI, destinada a establecer una infraestructura europea de comunicaciones cuánticas. La Comisión Europea está desarrollando también misiones piloto de satélites para validar tecnologías QKD y preparar futuras redes cuánticas.
La fuente de fotones, una pieza esencial
Uno de los principales desarrollos adjudicados a Grupo Oesía es la fuente de fotones. En un sistema QKD, los fotones constituyen el soporte físico sobre el que se codifican determinados estados cuánticos utilizados para generar la clave. La fuente debe producir señales ópticas con características muy precisas y hacerlo con la estabilidad necesaria para que el sistema pueda operar correctamente.
En el caso de QKD-GEO, además, esta tecnología deberá estar preparada para funcionar en el espacio. Esto obliga a tener en cuenta factores que no aparecen en una instalación convencional de laboratorio.
La miniaturización, la eficiencia energética, la resistencia a la radiación y la estabilidad de los componentes forman parte de los principales desafíos asociados a la integración de tecnologías fotónicas en plataformas espaciales.
El segundo componente desarrollado por Grupo Oesía es la electrónica de control y procesamiento asociada al generador cuántico de números aleatorios, conocido como QRNG.
Los generadores cuánticos de números aleatorios aprovechan fenómenos físicos cuánticos para producir secuencias de números aleatorios. La aleatoriedad constituye un elemento fundamental en criptografía, donde la calidad de los números utilizados para generar claves tiene una importancia directa sobre la seguridad del sistema.
En QKD-GEO, el reto consiste además en conseguir que el generador y su electrónica asociada funcionen adecuadamente en una plataforma espacial. La participación de Grupo Oesía abarca precisamente la electrónica necesaria para controlar y procesar este componente en el entorno del satélite.
Un programa con participación industrial española
QKD-GEO no es un desarrollo aislado de Grupo Oesía, sino un programa industrial en el que participan diferentes empresas y organismos españoles.
La submisión geoestacionaria está liderada por Thales Alenia Space España, con Hispasat como socio industrial y operador de referencia. El programa contempla además una vertiente de órbita baja, adjudicada a Sener Aeroespacial y Telespazio Ibérica.
Según la información disponible sobre el programa, la iniciativa cuenta con una primera fase de diseño y desarrollo financiada con hasta 105 millones de euros, mientras que el desarrollo, fabricación, verificación y validación del prototipo alcanza los 103,5 millones de euros, con una duración prevista de 24 meses.
Estas inversiones reflejan el interés de España por situar a su industria en una tecnología que puede convertirse en uno de los componentes fundamentales de las futuras redes europeas de comunicaciones seguras.
