ACTUALIDAD | Artículos | 08 ABR 2010

Criptografía cuántica, seguridad total para las comunicaciones de su empresa

CSO

La mecánica cuántica y sus paradojas abandonan los libros de texto de física para entrar de lleno en la seguridad de la información. La física cuántica, la óptica cuántica y la criptografía unen sus fuerzas para crear lo que se ha dado en llamar criptografía cuántica, la primera forma de transmitir información de manera segura protegida por las leyes de la física. Gracias a este canal de comunicación cuántica, ningún intruso podrá obtener información sobre los bits que están siendo transmitidos. Los primeros sistemas comerciales ya están operativos y a la venta, con la promesa de proteger su información de manera cien por cien segura.

Por Verónica Fernández Mármol y Gonzalo Álvarez Marañón, miembros del Grupo de Investigación en Criptología y Seguridad de la Información del CSIC.

Si nos preguntasen “¿qué ha hecho la física cuántica por ti?”, tal vez no sabríamos qué responder. Y sin embargo, nuestra vida cotidiana está plagada de aparatos y dispositivos cuyo funcionamiento se basa en las leyes de la mecánica cuántica: desde los transistores integrados a escalas masivas en los procesadores de nuestros ordenadores y teléfonos móviles, hasta los láseres que nos permiten escuchar CD musicales o ver películas en DVD, pasando por el receptor GPS para guiarnos por las carreteras o los relojes atómicos para conocer la hora con gran precisión. 

A pesar de lo maravilloso de estos inventos, lo mejor está aún por llegar, de la mano de la revolución en la información cuántica. Los científicos están comenzando a explotar las paradójicas propiedades del mundo cuántico para construir nuevos sistemas de procesamiento y de transmisión de información. Una de tales paradojas es que enviar y almacenar información secreta será más fácil y difícil a la vez: por un lado, en el mundo cuántico pueden enviarse mensajes de manera totalmente segura, mientras que por otro lado pueden construirse ordenadores capaces de atacar los algoritmos de criptografía actuales. 

Aunque todavía los ordenadores cuánticos quedan lejos en el horizonte, los primeros sistemas comerciales de criptografía cuántica ya están a la venta. En este artículo se arroja una mirada crítica a los logros actuales de la criptografía cuántica.

La criptografía cuántica no existe

La computación cuántica constituye un nuevo paradigma computacional basado en la mecánica cuántica, que encierra la promesa de resolver eficientemente problemas como la factorización de enteros, el logaritmo discreto y la simulación cuántica (véase el recuadro Computación cuántica). Los ordenadores cuánticos no manipularán bits de información, sino bits cuánticos o qubits, los cuales poseen la sorprendente propiedad de representar el estado “1” ó “0” simultáneamente. Criptografía cuántica

A pesar de tratarse de uno de los campos de investigación más activos de la actualidad, lo cierto es que a día de hoy solamente existen algunos pequeños prototipos de procesadores de laboratorio capaces de manejar unos pocos qubits, pero nada que podamos llamar propiamente un ordenador cuántico, comparable a nuestros ordenadores.

Por usar un símil con la informática clásica, ni siquiera nos encontramos en la época pionera del ENIAC o del Colossus, primeros proto ordenadores concebidos durante la década de los 40 precisamente en el seno de la criptografía, equipados con válvulas de vacío, diodos de cristal y relés. La informática y con ella la revolución de las comunicaciones no despegó hasta la invención del transistor por los Laboratorios Bell en 1947. El transistor dio lugar a los circuitos integrados y demás elementos de la alta escala de integración y posibilitó la construcción de ordenadores cada vez más pequeños, según la famosa Ley de Moore, propuesta en 1965 por Gordon Moore, cofundador de Intel. Ahora bien, cuando la miniaturización alcanza la escala atómica, o se busca un nuevo paradigma computacional o no es posible seguir miniaturizando. Hoy por hoy, no se ha descubierto el elemento cuántico que permita la alta integración y escalabilidad, posibilitando así el despegue de la computación cuántica.

Para crear un ordenador cuántico se necesita un sistema físico que se comporte cuánticamente durante un período de tiempo suficientemente largo y que pueda ser accedido y manipulado fácilmente. Se está experimentando intensamente en laboratorios de investigación de todo el mundo con qubits basados en partículas cuánticas (átomos, fotones, etc.) o qubits basados en estructuras macroscópicas a las que se obliga a comportarse cuánticamente. Algunos laboratorios han conseguido crear m&e

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