Desarrollo de un receptor ligero caótico para una comunicación segura en entornos hostiles
Foto del chip fotónico hecho. Crédito: Politécnico de Milán
Los investigadores han desarrollado un nuevo tipo de receptor óptico, capaces de restaurar las señales caóticas en los enlaces de comunicación óptica de espacio libre distorsionados por la turbulencia atmosférica. Utilizando un sistema de antenas ópticas integradas en un chip fotónico programable, el receptor puede adaptarse en tiempo real, manteniendo la integridad de la señal incluso en condiciones atmosféricas duras.
El estudio realizado por un equipo de investigadores dirigido por Télécom Paris y el Politecnico di Milano, acaba de ser publicado en Light: Science & Aplications, y allanan el camino para el uso de cifrado basado en el caos para una comunicación segura de alta velocidad en entornos hostiles.
La idea detrás de la comunicación segura basada en el caos es codificar un mensaje secreto en una señal de luz, que parece tan impredecible y compleja que es casi imposible descifrar. Sin embargo, cuando estas señales caóticas viajan en el mundo inalámbrico real, encuentran un obstáculo importante: la turbulencia atmosférica. Las transmisiones están distorsionadas y la seguridad se ve comprometida como resultado.
El estudio ha encontrado una solución a este problema. El secreto se encuentra en un nuevo tipo de receptor, que utiliza un sistema de microantenas ópticas integradas en un chip fotónico programable. Las micro-antenas actúan como muchos “ojos inteligentes”, capturando la luz desde múltiples puntos de vista; El chip fotónico se autoalibra en tiempo real para reconstruir estos fragmentos en una señal caótica segura y confiable.
Representación artística del chip óptico que recibe un haz de luz deteriorado por turbulencia atmosférica y recuperando su integridad. Crédito: Politecnico di Milano
El resultado es sorprendente: incluso en presencia de fuertes lluvias, viento o contaminantes, la señal puede recuperarse completamente.
Sara Zaminga, de Ltci Télécom Paris, Institut Polytechnique de Paris y autora del estudio, explicó el pensamiento detrás de él: “El caos es un sistema robusto, pero solo puede usarse en criptosistemas si su naturaleza inherente es completamente preservada. Nuestro enfoque no solo estamos mitigando los efectos de la turbulencia, sino que estamos restaurando completamente el caos de la luz en toda su complejidad intrínseca “.
Andrés Martínez del Departamento de Electrónica, Información y Bioingeniería en el Politecnico di Milano y coautor del estudio, también agregó: “Lo que hace que esta solución sea realmente especial es su capacidad para adaptarse en tiempo real. Nuestro receptor se ajusta automáticamente a los cambios en la cantidad de turbulencia, asegurando un canal de comunicación estable y seguro sin necesidad de una interferencia manual”.
¿Por qué es tan importante esto? Los sistemas basados en el caos tienen una ventaja inherente: su imprevisibilidad los hace naturalmente seguros. Sin embargo, la turbulencia atmosférica por su propia naturaleza ha constituido durante mucho tiempo un obstáculo principal para las comunicaciones inalámbricas ópticas.
Los impactos de este avance van mucho más allá de sus aplicaciones tecnológicas, proporcionando nuevas formas de enviar mensajes confidenciales incluso en condiciones extremas. Como Francesco Morichetti, jefe del laboratorio de dispositivos fotónicos en el Politecnico di Milano, señaló: “En áreas remotas o zonas de emergencia, lugares donde las redes tradicionales fallan, un sistema resistente a la turbulencia basado en el caos podría proporcionar una conexión segura cuando es más necesario”.
Más información: Sara Zaminga et al, recuperación de señal óptica caótica en entornos turbulentos utilizando un procesador óptico programable, Light: Science & Applications (2025). Doi: 10.1038/s41377-025-01784-3
Proporcionado por la Universidad Politécnica de Milán
Cita: Desarrollo de un receptor de luz caótico para una comunicación segura en entornos hostiles (2025, 8 de abril) Recuperado el 8 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-haotic-communication-hostile-environments.html
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