La computación cuántica es una vieja aspiración de la industria tecnológica. Es, de hecho, la frontera que quiere traspasarse para librarnos de las limitaciones de la física clásica y la evolución cada vez más limitada de los procesadores basados en silicio. Sin embargo, esta revolución aún está en pañales (siendo generosos).

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Su funcionamiento básico es bien conocido: los ordenadores cuánticos pueden incorporar distintos estados de los fotones o electrones (en lugar del clásico chip), los cuales funcionan mediante superposición y entrelazamiento. Esto supone, en la práctica, el fin de la informática de unos y ceros. Entramos en la era de los cúbits, la nueva unidad de medida para estos mundos.

En los últimos años hemos asistido al lanzamiento de numerosos computadores cuánticos por parte de compañías como IBM o Alibaba. Google incluso llegó a anunciar la "supremacía cuántica".

La carrera por tener el equipo con más cúbits ha comenzado, aunque expertos como el español Ignacio Cirac e Inmanuel Bloch, investigadores del Instituto Max Planck, ya hayan alertado de que esta pugna por el número no tiene sentido ante el gran obstáculo para que la computación cuántica tenga sentido: su escalabilidad.

En cualquier caso, el potencial de esta nueva era de la informática es inmenso. En el ámbito científico, por ejemplo, podremos resolver complejos cálculos científicos, imposibles de procesar con las técnicas actuales. Y, de forma más inmediata, veremos como los principios de la ciberseguridad cambian por completo con la llegada de lo cuántico.

En 5 o 10 años

¿Qué diantres tiene que ver la computación cuántica con la ciberseguridad?, se estarán preguntando. La respuesta es bien simple y puede resumirse en una sola palabra: cifrado.

Actualmente, muchas de nuestras comunicaciones y sistemas de archivo de datos se protegen mediante el cifrado: unas claves que permiten encriptar y descifrar la información más sensible. Estas claves, que pueden ser públicas o privadas, simétricas o asimétricas, se generan de forma pseudoaleatoria mediante complejos cálculos.

Pero tanto la longitud de las claves como los cálculos para generarlas están basados en los límites de la computación tradicional. Con la llegada de los ordenadores cuánticos, desentrañar esas claves podría hacerse en apenas horas, con lo que este sistema de seguridad quedaría invalidado en la práctica.

De hecho, el consenso del mercado anticipa que los ciberatacantes podrían tener capacidades cuánticas en un plazo de 5 a 10 años. Para entonces, empresas y gobiernos deberían haberse puesto al día para revertir este escenario y ser quienes utilicen la computación cuántica a su favor.

La doctora Eleanor Rieffel, del centro de investigación Ames de la NASA, ya urge a la adopción de tamaños de clave más grandes para evitar la amenaza cuántica. Igualmente, reconoce que el cifrado basado en claves públicas es fácilmente descifrable con esta nueva tecnología.

Ciberseguridad cuántica

Resulta obvio que deben tomarse medidas para prevenir estos escenarios. Y la respuesta llega también de la mano de la computación cuántica, con el fin de desarrollar claves y sistemas de cifrado mucho más robustos que los actuales.

"Las empresas deben empezar a planificar ya su estrategia de seguridad cuántica. Expertos como Eric Schmidt ya están presionando en esa dirección, con urgencia", detalló en un panel del CES 2021 el doctor Joseph Broz, director ejecutivo del Consorcio de Desarrollo Económico Cuántico (QED-C).

Los motivos para tanta premura son claros para Broz. En su opinión, este mismo año veremos algún tipo de demostración de supremacía cuántica basada en la nube que, a diferencia de la autoproclamada por Google, validará algoritmos útiles en este terreno. Además, opina el investigador, cada vez estamos traduciendo más y mejor los problemas actuales en forma de algoritmos procesables por los ordenadores cuánticos.

Entraríamos entonces en la era del cifrado cuántico, ya anticipada en los años 70 por Stephen Wiesner. Un terreno en el que trabajan compañías pujantes como la australiana QuintessenceLabs, también presente en esta feria.

Esta empresa, fundada por el doctor Vikram Sharma, trabaja en el uso de la tecnología cuántica para generar números verdaderamente aleatorios y gestionar de forma más segura las claves de cifrado bajo estos nuevos principios.

Unos fundamentos ambiciosos e ilusionantes sobre los que construir la siguiente etapa de la ciberseguridad digital.