¿Qué es la computación cuántica?

«Cuántica” es una palabra que despierta a su paso un sinfín de cuestiones. Nadie puede negar que el futuro de la computación pasa por las características propias de la mecánica cuántica, la ciencia que estudia lo infinitamente pequeño de la física. Sin embargo, parece difícil comprender que el sector que más tiene que ganar a partir de la computación cuántica es, precisamente, el de la seguridad.

¿Qué es la computación cuántica?

Actualmente los ordenadores trabajan en bits. La computación tradicional está condicionada por la cantidad de información que puede contenerse en estas cadenas binarias de ceros y unos. Esto también implica una limitación en la computación que pone una serie de trabas tecnológicas y varios límites a lo que podemos hacer.

Pero ¿y si ampliáramos este límite binario? Los cúbits, que constituyen la unidad de computación en estos sistemas, no solo constan de dos valores, sino que pueden emplear una suerte de estados cuánticos que incluyen la superposición de estos binarios.

En otras palabras, los cúbits pueden adoptar un valor de 0, 1, 0 y 1 al mismo tiempo y otros valores superpuestos. Esto se produce única y exclusivamente por las características de la física cuántica. Y lo que permite es, con las adaptaciones adecuadas, multiplicar la capacidad de computación para resolver ciertas tareas imposibles de tratar de otras maneras.

¿Para qué sirve la computación cuántica?

O mejor dicho, ¿sirve para todo? No, la computación cuántica no está destinada a “sustituir” la computación actual; al menos, de momento. Así lo aclaraba Mikhail Lukin, cofundador del Centro Ruso de Física Cuántica y creador del primer ordenador cuántico de cincuenta y un cúbits, durante la pasada Conferencia Internacional de Tecnología Cuántica, ICQT 2017.

Por las mismas características que les otorgan sus propiedades, las máquinas cuánticas no son útiles para realizar muchas de las tareas cotidianas de nuestros ordenadores. Pero sí que permitirán hacer cosas que hasta la fecha creíamos imposibles. Así, los primeros ordenadores cuánticos, tal y como veíamos en el ICQT 2017, serán aplicados a la investigación, para procesar cantidades de datos masivos; a la inteligencia artificial, especialmente en los coches autónomos; y, sobre todo, a la seguridad digital.

La mayor seguridad conocida

¿De verdad nos encontramos ante sistemas inviolables? Si tenemos en cuenta que no existe un sistema 100% seguro y para siempre, no podemos afirmar tal cosa. Pero si entendemos cómo funciona la criptografía cuántica, comprenderemos por qué es tan importante para el futuro de la seguridad.

El cifrado cuántico es un sistema de criptografía que aprovecha varias de las propiedades de la mecánica cuántica para transmitir mensajes de forma segura. De hecho, es la forma más segura que se conoce hasta la fecha.

En primer lugar, si un tercero interceptara la información durante la creación de la clave secreta, el propio proceso se alteraría, por lo que el sistema pondría de manifiesto al intruso antes de que se transmita ningún tipo de información.

En segundo lugar, la criptografía cuántica emplea otra propiedad llamada entrelazamiento que puede utilizarse para transmitir información de forma segura y sin que exista un medio de transmisión, por lo que no existe manera de que se produzca una fuga de información por culpa de un fallo en el canal.

A todo esto podemos añadirle la codificación bajo las condiciones más seguras jamás conocidas debido a la increíble capacidad de procesamiento que ofrece la computación cuántica. Por todo esto, este es el sistema más prometedor para salvar la privacidad en el futuro de las comunicaciones. Un futuro que es casi actualidad.

La criptografía cuántica ya está aquí

Aunque parezca que su aplicación tiene todavía décadas de desarrollo por delante, lo cierto es que la computación y la criptografía cuántica ya cuentan con ejemplos de su aplicación. Por ejemplo, durante el pasado ICQT 2017, Lukin anunció el primer ordenador de cincuenta y un cúbits reales (no simulados), el más potente hasta la fecha. Durante la misma conferencia John Martinis, CEO de la sección de Inteligencia Artificial de Google explicó los planes de la compañía para desarrollar sus propios computadores cuánticos.

Según todos los expertos de la conferencia, de aquí a un par de años obtendremos máquinas prácticas y capaces de cumplir con los requisitos para poder emplear dichos ordenadores de forma comercial. Habrá que adaptar la seguridad de una empresa a las nuevas posibilidades asociadas a un ordenador superpotente.

Porque, de pronto, las claves ya no serán tan seguras a menos que contemos con medidas de seguridad cuánticas. Esto nos lleva a la segunda cuestión: la criptografía cuántica está mucho más avanzada de lo que pensamos. Hace apenas unas semanas, un equipo internacional surgido de la colaboración entre China y Austria demostraba la posibilidad de hacer una comunicación cifrada cuánticamente y entre continentes.

El último avance logrado por el grupo consiste en combinar la comunicación cuántica del satélite Mozi con la red de fibra óptica metropolitana de Pekín, siendo  una prueba práctica de que la tecnología para tener redes cifradas cuánticamente ya está disponible. ¿Cuánto tiempo tardaremos en ver una aplicación comercial? Probablemente muy poco.

Mientras que llega la computación y la seguridad cuántica al mundo de la empresa, sin embargo, debemos seguir contando con las mejores medidas contra los cibercriminales: un buen plan y equipo de seguridad; herramientas eficientes, como Panda Adaptive Defense, que nos permite tener un control absoluto de lo que pasa en los sistemas y redes de la empresa; o, incluso, optar por nuevos acercamientos a la seguridad como es aplicar ingeniería del caos en nuestro plan de seguridad.