Un equipo de investigación polaco / checo ha demostrado cómo incluso una forma de dinero aparentemente ultrasegura, diseñado utilizando la mecánica cuántica puede tener una laguna de seguridad potencialmente importante que lo pone en riesgo de falsificación. Pero esto no destaca las deficiencias de esta nueva y emocionante tecnología, sino más bien su potencial continuo para transformar la sociedad humana en el siglo XXI.

Sin duda, las tecnologías cuánticas están actualmente de moda en las comunidades científica y tecnológica. A medida que la teoría se convierte en realidad, estas emocionantes tecnologías prometen transformar nuestras sociedades en las próximas décadas.

La tecnología del mañana

Como se señaló en la edición de esta semana de El economista :'Un gorro de baño que puede vigilar neuronas individuales, permitiendo que otros monitoreen la mente del usuario. Un sensor que puede detectar submarinos nucleares ocultos. Una computadora que puede descubrir nuevas drogas, revolucionar la negociación de valores y diseñar nuevos materiales. Una red global de enlaces de comunicación cuya seguridad está respaldada por leyes físicas irrompibles. Tal, y más, es la promesa de la tecnología cuántica ''.

La UE también se ha subido al tren cuántico, con una financiación de alrededor de 550 millones de euros a través de Horizonte 2020 para garantizar que Europa mantenga su papel como una de las potencias mundiales de la investigación cuántica (para obtener más información sobre los esfuerzos de la UE en este campo, consulte el paquete de resultados de CORDIS sobre tecnologías cuánticas.

Es más, como con todas las tecnologías en desarrollo, los científicos no solo tendrán que impulsar lo que funciona, sino también encontrar soluciones a las debilidades existentes. Un equipo de científicos polaco y checo ha hecho exactamente esto mediante el desarrollo de lo que debería ser, en teoría, un 'dinero cuántico' ultraseguro, pero luego encontró de inmediato una falla grave que lo dejaba en riesgo de falsificación. La investigación ha sido publicada en la revista 'npj Quantum Information'.

Forjando lo inolvidable

En condiciones ideales, La moneda cuántica es imposible de falsificar. Pero gracias al desorden de la realidad, un falsificador con acceso a equipos sofisticados podría eludir esa seguridad cuántica si los bancos no toman las precauciones adecuadas. El concepto de dinero cuántico ha existido desde la década de 1970, propuesto por primera vez por el entonces estudiante de posgrado de la Universidad de Columbia Stephen Wiesner, pero esta es la primera vez que alguien ha creado y falsificado efectivo cuántico.

En lugar de billetes de papel o plástico, Los billetes cuánticos del equipo de investigación se acuñaron a la luz. Para transferir fondos, una serie de fotones se transmitiría a un banco utilizando las polarizaciones de los fotones, la orientación de sus ondas electromagnéticas, para codificar la información.

Para ilustrar su técnica de una manera divertida, los investigadores transmitieron una imagen pixelada de un billete, un antiguo billete de chelines austríacos anterior al euro, utilizando polarizaciones de fotones para representar tonos en escala de grises. En un sistema monetario cuántico real, cada billete sería diferente y las polarizaciones de fotones se distribuirían aleatoriamente, en lugar de formar una imagen. Las polarizaciones crearían un código similar a un número de serie que el banco podría verificar para verificar que los fondos son legítimos.

Crucialmente, un criminal que interceptara los fotones no podría copiarlos con precisión porque la información cuántica no se puede duplicar perfectamente. 'Esta es en realidad la piedra angular de la seguridad del dinero cuántico, 'dice Karel Lemr, coautor del estudio de la Universidad Palacký Olomouc en la República Checa.

Sin embargo, el sistema no sería tan seguro como parece. Debido a que los fotones individuales se pierden o distorsionan fácilmente durante la transmisión, los bancos tendrían que aceptar facturas cuánticas parciales, análogo a un billete de papel con una esquina arrancada. Esto les da la oportunidad a los criminales de hacer falsificaciones que no son perfectas, pero podría decirse que son lo suficientemente buenos como para ser verificados por el banco.

Lemr y sus colegas utilizaron un clonador óptimo, un dispositivo que se acerca lo más posible a copiar información cuántica (la tecnología para instigar un sistema de dinero real basado en tecnologías cuánticas aún no existe físicamente), intentar una falsificación. El equipo demostró que un banco aceptaría un billete falsificado si el estándar de precisión no fuera lo suficientemente alto:más del 84% de las polarizaciones de los fotones recibidos deben coincidir con el original.

Previamente, esta vulnerabilidad 'no se señaló explícitamente, pero no es de extrañar 'dice el científico informático teórico Thomas Vidick de Caltech, que no participó en la investigación. El resultado, él dice, indica que los bancos deben ser lo suficientemente estrictos en sus estándares para demostrar que las facturas que reciben son reales.

Entonces, si bien este experimento destaca no solo el gran potencial de las tecnologías cuánticas, también expone importantes desafíos de seguridad que aún deben superarse. Esto no se limita al concepto de dinero cuántico, pero también muchos de los otros productos revolucionarios que promete el aprovechamiento humano de la mecánica cuántica.

Sin embargo, como resume 'The Economist', los desafíos restantes son principalmente de ingeniería, en lugar de científico, y lo más emocionante de la tecnología cuántica es su potencial aún sin explotar.