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John Alexis Jaramillo Osorio adelantó su investigación doctoral entre 2019 y 2023, con el apoyo de investigadores del Grupo Óptica y Fotónica, adscrito a la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UdeA. Foto: Grupo de Óptica y Fotónica

Los datos de cuentas bancarias, calificaciones, pago de impuestos o de servicios públicos, sistemas de salud, redes sociales o los del comercio, entre muchos otros, son confidenciales y muy valiosos. Las entidades encargadas de su gestión o custodia tratan de mantenerlos protegidos, por lo general usando métodos digitales de encriptación, algo que se ha convertido en una prioridad para empresas y usuarios en todo el mundo.

Por esta razón, John Alexis Jaramillo Osorio decidió buscar maneras más seguras de codificar la información y mantenerla protegida durante su transmisión, algo que lo llevó al desarrollo de un nuevo proceso basado en esquemas ópticos de encriptación, el cual quedó plasmado en su trabajo de grado, por el que recientemente fue reconocido con el Premio Shizu y Yu Takeuchi a la mejor tesis de doctorado en Física, estadística y matemáticas realizadas entre 2022 y 2024 en una institución acreditada en Colombia.

Este doctor en Física, con maestría y pregrado en la misma disciplina del Instituto de Física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Antioquia, desarrolló su trabajo de grado entre 2019 y 2023 en el Grupo de Óptica y Fotónica —GOF— de esa unidad académica, bajo la dirección del profesor John Fredy Barrera Ramírez, y recibió la distinción Summa Cum Laude, máximo reconocimiento a una tesis de posgrado en la UdeA.

Bajo el título «Sistemas ópticos compactos para la protección de información», la tesis se centró en el desarrollo y validación de un sistema físico para la protección de información basada en la propagación de la luz y la interacción de la luz con elementos físicos. «Mi trabajo se enfocó en simplificar las configuraciones experimentales de encriptación, reduciendo los requisitos de alineación, volumen y estabilidad, y permitiendo sistemas más seguros, robustos y de bajo costo para aplicaciones prácticas», sostuvo Jaramillo.

Desarrollar esto no resultó fácil. El investigador, su director de tesis y otros colaboradores encontraron varias limitaciones en los sistemas de encriptación existentes: en primer lugar, los sistemas convencionales usan dos brazos de iluminación y requieren de un volumen de trabajo considerable, una cantidad importante de elementos y altas exigencias de funcionamiento.

Además, requieren de gran estabilidad, es decir, debe estar asilados de vibraciones para preservar la integridad del registro holográfico del dato encriptado y de la llave de seguridad, para lo cual se usa una mesa antivibratoria grande y costosa. Estas características hacen que tales sistemas sean adecuados para investigación básica, pero limitan seriamente su implementación en contextos prácticos. Estas características hacen que estos sistemas sean viables para hacer investigación básica, pero restringen su uso en aplicaciones prácticas. 

«El principal logro fue desarrollar un sistema de encriptación con un solo “brazo” de iluminación, lo que permitió eliminar la necesidad de una mesa antivibratoria y otros componentes costosos. Este avance facilitó un sistema compacto, portátil y económico, optimizando además el proceso de adquisición de datos», indicó Alexis Jaramillo.

De esta manera, dijo el investigador, se va más allá de lo que actualmente existe en el mercado y en la literatura científica, al superar las limitaciones de los sistemas convencionales y abrir nuevas posibilidades no solo en el campo de la protección de información usando sistemas físico-ópticos, sino también en áreas como la validación y autenticación de información a través de procesadores ópticos.

En ese sentido, el profesor Barrera Ramírez, director de la tesis de Jaramillo y coordinador del GOF, resaltó el logro de Alexis como la materialización de una idea original , que «representa una solución práctica a un problema vigente en óptica y fotónica, con potencial para ser implementada en desarrollos tecnológicos futuros».

Reconocimiento al trabajo en equipo

El premio Premio Shizu y Yu Takeuchi es otorgado por la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales a las mejores tesis doctorales y de maestría en física, matemáticas y disciplinas afines, desarrolladas en instituciones acreditadas de Colombia.

«La Academia cuenta con evaluadores de reconocida trayectoria y prestigio, que son muy exigentes en la evaluación de los trabajos que concursan por el premio. Los trabajos de grado reconocidos se distinguen por su originalidad y rigor, por la generación de nuevo conocimiento materializado en productos como artículos científicos publicados en revistas internacionales consolidadas, y por su contribución al desarrollo del área del conocimiento», anotó el docente John Fredy Barrera Ramírez. 

El investigador destacó que la tesis premiada es resultado de un proceso de investigación meticuloso, que incluyó la selección cuidadosa del tema, la formulación e implementación experimental de una propuesta innovadora y un acompañamiento constante por parte del GOF. 

«Este premio es un gran logro para el Grupo de Investigación de Óptica y Fotónica, y revalida que estamos haciendo investigaciones interesantes, de impacto y de muy buen nivel», sostuvo Barrera.

«Obviamente, Alexis realizó la tesis y es quien se merece el premio individual, pero el premio es también un reconocimiento al trabajo en equipo y a las capacidades del GOF», enfatizó.

Este año, entre los destacados de la Alma Máter con el premio Premio Shizu y Yu Takeuchi también figura Joel Torres del Valle, egresado del doctorado en Matemáticas de la UdeA, quien recibió mención de honor por su tesis «Topics on Superrings and Supermodules», dirigida por los profesores Pedro Hernández Rizzo y Alexander Torres Gómez.

Esta investigación «contribuye a la comprensión de conceptos clave del álgebra superconmutativa, amplía los resultados clásicos y explora nuevos territorios en el ámbito de las superálgebras», destacó la reseña de la tesis.