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La computación cuántica es una de las grandes promesas del futuro. En especial si hablamos de comunicación. La seguridad es el elemento más importante a la hora de transmitir un mensaje. Y la telecomunicación cuántica podría ser la respuesta para enviar mensajes inviolables.

Por: Santiago Campillo

La telecomunicación cuántica es la forma de comunicación del futuro, explican sus defensores. No porque vaya a ser más rápida (que también), o tenga mayor alcance. Sino porque será mucho, mucho más segura. Según estiman los expertos, este tipo de transmisión de información es virtualmente imposible de interceptar. Si no se puede interceptar, no se puede leer la información y, por tanto, es imposible que alguien que no debe se haga con ella.

Computación cuántica al servicio de la seguridad

La comunicación cuántica se basa en dos tecnologías: la computación cuántica y la criptografía cuántica. La primera se refiere a un nuevo modo de arquitectura computacional. Nuestros ordenadores actuales transmiten la información en forma de bits que pueden adoptar el valor de 0 o 1.

Las larguísimas cadenas de estos bits forman un código que se traduce en mensajes que son interpretados por programas y máquinas. El resultado último es cualquier elemento tecnológico moderno. Por el contrario, los ordenadores cuánticos no trabajan con bits sino con qubits (o cúbits), también llamados bits cuánticos.

Los ordenadores cuánticos no trabajan con bits sino con qubits (o cúbits), también llamados bits cuánticos.

Estos se basan en la mecánica cuántica y adoptan más valores que los bits. Los cúbits permiten mucha más potencia de computación, alcanzando cotas inimaginables para los ordenadores actuales. Con la computación cuántica podremos construir ordenadores más pequeños pero muchísimo más potentes.

Lo podremos ver en todo tipo de tecnología: coches inteligentes, móviles, medicina personalizada... Además, la computación cuántica es la primera base de la seguridad ya que con los cúbits se pueden generar claves criptográficas infinitamente más seguras que las diseñadas con la criptografía actual.

Criptografía cuántica, la clave para una mensajería irrompible

Para transmitir la información utilizamos ondas y cables. Un pirata informático puede interceptar esos medios de comunicación, ya sean físicos o digitales" y robarla. En tal caso, como decíamos, existe la posibilidad de asegurarla con una clave generada por computación cuántica.

Pero, si podemos calcular su clave, también podemos usar la potencia de la computación para desvelarla (aunque sea algo terriblemente difícil). Para eso contamos con una capacidad de cálculo increíble. Es entonces cuando llega el punto esencial: la criptografía cuántica. Gracias a las propiedades cuánticas de las partículas, un mensaje no puede ser "leído" sin que cambie su estado. Esto se refiere a la partícula que transmite la información (normalmente un fotón). Por tanto, sin entrar en detalles físicos, un hacker no puede conseguir la información sin que el emisor y el receptor lo sepan. Sencillamente, las leyes físicas lo hacen imposible.

Un hacker no puede conseguir la información sin que el emisor y el receptor lo sepan. Sencillamente, las leyes físicas lo hacen imposible.

Así, si alguien interceptara el mensaje, inmediatamente se sabría, impidiendo la comunicación. Por otro lado, adicionalmente, existe un fenómeno físico conocido como entrelazamiento cuántico. Este funciona de la siguiente manera: si tenemos dos partículas entrelazadas, al cambiar el estado de una de ellas cambiará el estado de la otra, automáticamente. Esto ocurre sin que medie ningún tipo de transmisión de por medio: no hay onda, no hay señal, no hay nada. Sencillamente ocurre. Este fenómeno inquietó profundamente a Albert Einstein, quien lo describió como la "escalofriante acción a distancia" (spukhafte Fernwirkung en alemán). En teoría, podríamos usar estas partículas para transmitir información sin que existiese canal alguno de por medio.

Este sistema sería genial porque no existe ninguna vía que interceptar, por lo que la única manera de robar la información sería estando en contacto directo con el emisor y el receptor. Esta posibilidad todavía no ha sido cristalizada en ninguna aplicación, pero los esfuerzos avanzan para conseguirla.

La comunicación cuántica ya está aquí

Para que un ordenador cuántico fuese práctico, se estima, debería tener unos 101 cúbits, a día de hoy.

En julio de 2017, el Instituto Jinan de Tecnología Cuántica demostró que podía crear un servicio para 200 personas en el cual los mensajes se transmitieran gracias a la tecnología cuántica. El resultado, aunque exitoso, todavía dista un poco de poder convertirse en algo común y para todos los públicos.

En enero de este mismo año, la Academia de Ciencias de China demostró poder integrar la tecnología cuántica con la comunicación de satélite. Por otro lado, China también ha podido combinar el trabajo de este satélite con el de las redes de fibra óptica metropolitanas multinodo de Pekín. Unida al resto de estaciones, que se encuentran separadas a más de 7.600 Km. Esta es la red cuántica más grande actualmente.

La computación cuántica también está alcanzando su cenit. Hasta hace unos años, esta tecnología era más teórica que práctica. El problema se debe a razones físicas y matemáticas que impedían construir sistemas de más de una decena de cúbits. En 2017, sin embargo, Rusia presentó el primer ordenador cuántico de 51 cúbits, el más potente construido jamás.

Este todavía no es lo suficientemente potente como para realizar todo lo que necesitamos de una tecnología de este tipo, pero demuestra que se pueden superar varios de los problemas para construir un computador útil. Por el momento deberemos seguir investigando y trabajando para dar el siguiente salto: el de la comunicación cuántica. Una tecnología que revolucionará el mundo.

 

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