Charles Bennet, Giles Brassard y Peter Shor.

Charles Bennet, Giles Brassard y Peter Shor. Fundacion BBVA

Investigación FUNDACIÓN BBVA

Los inventores de los mensajes imposibles de espiar, Premio Fronteras del Conocimiento

El físico químico Charles Bennett, el informático Giles Brassard y el matemático Peter Shor demostraron que la criptografía cuántica es posible. 

3 marzo, 2020 14:21

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Al igual que el gato de la famosa paradoja de Schrödinger que no está ni vivo ni muerto en el interior de su caja porque abrirla para comprobar su estado destruiría el experimento, un mensaje enviado mediante codificación cuántica pierde al instante su significado si es observado por alguien diferente al emisor o el receptor. Esta, de forma muy simplificada, es la base de la criptografía cuántica, la forma de comunicación más segura que puede darse a día de hoy entre dispositivos tecnológicos.

Sus 'padres', el físico químico Charles Bennett (Nueva York, 1943), el informático Gilles Brassard (Montréal, 1955) y el matemático Peter Shor (Nueva York, 1959) han recibido el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Ciencias Básicas 2020 por sus "contribuciones sobresalientes a las áreas de la computación y la comunicación cuánticas". Además de colegas y colaboradores, los tres son viejos amigos, y se ríen con ganas durante la presentación con los ejemplos y las antiguas anécdotas que surgen entre uno y otro.

"Cuando empezamos hace 40 años, nadie nos tomaba en serio. Y hacían bien", lanza Brassard, el más socarrón. Efectivamente, la investigación sobre computación cuántica parte de la ciencia teórica: junto a Bennet, como investigadores de IBM, pensaron en aplicar la propiedad de la superposición de las partículas cuánticas, el hecho de que están "en dos o más lugares a la vez", para revolucionar la criptografía. Así nació BB08 en 1984, "un sistema para enviar mensajes, en el que el emisor y el receptor advertirían de inmediato si alguien hubiera escuchado el mensaje durante su transmisión".

No fue hasta una década después cuando Shor, con sus publicaciones como catedrático del MIT, terminó dando el espaldarazo definitivo a la criptografía cuántica. Señaló un problema que los ordenadores convencionales no podían resolver: la factorización de grandes números, es decir, su descomposición en números primos. Alguien con un ordenador cuántico lo suficientemente potente, teorizó, tendría esa capacidad, por lo que podría llegar a descifrar cualquier otro código. La encriptación cuántica ya no era una opción, sino una obligación para el futuro de la seguridad informática.

Efectivamente, un mensaje transmitido de esta manera no puede ser hackeado, ni siquiera desde otro ordenador cuántico. Pero quedaba un obstáculo: tal capacidad de cálculo provoca un enorme volumen de ruido numérico. ¿Cómo resolver los errores en un proceso que se destruye si interfieres? La segunda gran contribución de Shor fue demostrar que se pueden aislar los errores para resolverlos sin alterar por ello la computación cuántica, abriendo paso al desarrollo de esta tecnología.

Hoy, la criptografía cuántica es usada en comunicaciones empresariales y financieras, y por "siete u ocho países": China es la potencia puntera, con una línea de comunicación cuántica entre Pekín y Shanghai. La primera videoconferencia cuántica por satélite tuvo lugar entre la capital china y Viena, la "videollamada más segura de la historia, o todo lo segura que pudo ser teniendo en cuenta a los periodistas en ambos lados", apunta Brassard.

La tecnología de computación cuántica, mientras, se abre paso: Shor señala los avances para simular reacciones moleculares que conducen a mejores fármacos, y Bennet, cómo ha mejorado la interferometría que permitió fotografiar por primera vez un agujero negro. Sin embargo, los tres coinciden en que todavía quedan largos años de trabajo por delante para desarrollar un campo que llega a reescribir aspectos básicos de las matemáticas, e invitan al escepticismo, cuando no al sarcasmo, frente a las empresas que prometer en breve comercializar ordenadores cuánticos.

"Quedan por delante problemas de ingeniería extremadamente desalentadores, pero no irresolubles. Con todo, no esperamos resultados inmediatos", comenta Bennet. Un símil que complace a los tres es el del aeroplano de los hermanos Wright, que solo logró volar unos metros pero demostró que los aviones eran posibles.  Recuerdan entre risas que el primer ordenador cuántico factorizaba solo el 15, y la gente se mofaba: "¡No necesitas un ordenador para hacer eso!". Pero como recuerda Brassard: "En la época de los hermanos Wright, lo que las matemáticas habían probado era la imposibilidad de que un objeto pesado pudiera volar".