Las computadoras cuánticas representan una gran amenaza para la seguridad de las comunicaciones modernas, descifrar códigos criptográficos que las computadoras normales tardarían una eternidad en descifrar. Pero aprovechar las propiedades del comportamiento cuántico también podría proporcionar una ruta para una criptografía verdaderamente segura.

Defensa, Finanzas, Redes sociales:las comunicaciones en todas partes dependen de la seguridad criptográfica. La criptografía implica mezclar mensajes según un código, o llave, que tiene demasiadas combinaciones para que las prueben incluso computadoras muy potentes.

Pero las computadoras cuánticas tienen una ventaja. A diferencia de las computadoras normales, que procesan información en 'bits' de unos y ceros definidos, Las computadoras cuánticas procesan la información en 'qubits, "cuyos estados siguen siendo inciertos hasta el cálculo final.

El resultado es que una computadora cuántica puede probar eficazmente muchas claves diferentes en paralelo. La criptografía que sería impenetrable para las computadoras normales podría tardar unos segundos en descifrarse una computadora cuántica.

Se espera que las computadoras cuánticas prácticas que se pueden usar para romper el cifrado sean años, si no décadas, lejos. Pero eso no debería ser tranquilizador:incluso si un hacker no puede descifrar información confidencial ahora, podrían guardarlo y simplemente esperar hasta que haya una computadora cuántica disponible.

"El problema ya existe, "dijo el profesor Valerio Pruneri del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona, España, y el coordinador de un proyecto de seguridad cuántica llamado CiViQ. "Un pirata informático puede tomar lo que está almacenado ahora, y romper su clave en una fecha posterior ".

La respuesta, dice el profesor Pruneri, es otra tecnología cuántica. Conocido como distribución de clave cuántica (QKD), es un conjunto de reglas para cifrar información, conocido como protocolo de criptografía, que es casi imposible de descifrar. incluso por computadoras cuánticas.

Escuchar a escondidas

QKD involucra a dos partes que comparten una clave cuántica aleatoria, según el cual se codifica cierta información separada. Porque en la teoría cuántica es imposible observar algo sin corromperlo, las dos partes sabrán si alguien más ha escuchado la llave y, por lo tanto, si es segura, o no, para compartir su información codificada.

Hasta ahora, QKD usualmente ha involucrado tecnología especializada, como detectores y emisores de fotón único, que son difíciles de implementar para las personas ajenas a los laboratorios. En el proyecto CiViQ, sin embargo, El profesor Pruneri y su equipo están desarrollando una variante de QKD que funciona con tecnología de telecomunicaciones convencional.

Ya han creado prototipos, y realizó algunas demostraciones de campo. Ahora, los investigadores están trabajando con clientes de la industria de telecomunicaciones, incluida Telefónica en España, Orange en Francia y Deutsche Telekom en Alemania para crear sistemas que funcionen según sus respectivos requisitos, con la esperanza de que los primeros sistemas estén en línea dentro de tres años.

La esperanza del profesor Pruneri es crear sistemas de comunicación altamente seguros de hasta 100 km de tamaño adecuados para gobiernos, Finanzas, médicos y otros sectores de alto riesgo dentro de las ciudades. Incluso podría ser utilizado por consumidores cotidianos, aunque el Prof. Pruneri dice que QKD actualmente alcanza distancias más cortas y menor velocidad que la comunicación regular.

Aleatorio

Como la criptografía normal, QKD necesita claves aleatorias, cadenas de números, para ser generadas en primer lugar. Cuanto más aleatorias sean estas claves, cuanto mayor sea la seguridad del sistema, ya que hay menos posibilidades de que se adivinen las claves. Pero el problema es que los números generados con métodos tradicionales a menudo no son totalmente aleatorios.

Aquí, La mecánica cuántica puede volver al rescate. El comportamiento de los átomos, Se cree que los fotones y electrones son verdaderamente aleatorios y esto se puede utilizar como una forma de generar números que no se pueden predecir.

El profesor Hugo Zbinden de la Universidad de Ginebra en Suiza dijo:"Los generadores cuánticos de números aleatorios se benefician de la aleatoriedad intrínseca de la física cuántica, mientras que los generadores clásicos de números aleatorios verdaderos se basan en sistemas caóticos, que son deterministas y, En teoria, hasta cierto punto predecible ".

Ya existen generadores cuánticos de números aleatorios, pero para hacerlos más aplicables, el profesor Zbinden y sus colegas que trabajan en un proyecto llamado QRANGE están mejorando su velocidad y confiabilidad, así como reducir su costo. En la actualidad, están tratando de desarrollar prototipos con un 'nivel de preparación de alta tecnología'; en otras palabras, prototipos que demuestran que la tecnología está lista para usarse en el mundo real.

El trabajo es un paso importante para garantizar que, si bien es una amenaza para la seguridad de nuestras comunicaciones actuales, Los enfoques cuánticos también proporcionan un camino hacia sistemas más seguros.

Las computadoras cuánticas amenazan la criptografía clásica, "dice el profesor Zbinden." La criptografía cuántica puede ser una solución, (pero) necesita números aleatorios de alta calidad ".