El poder de las computadoras cuánticas y los riesgos a la seguridad en línea

En el momento en que se encienda la primera computadora cuántica, los datos encriptados en Internet estarán en riesgo, a menos que se haga algo al respecto ahora.

Para enviar un mensaje secreto, ya sea información militar sobre tropas enemigas o su número de tarjeta de crédito para compras en línea, lo más sensato es encriptarlo, es decir, codificar un mensaje para que solo las personas autorizadas puedan leerlo y nadie pueda espiar la transmisión. Para encriptar algo, se necesita un cifrado, que es un algoritmo que convierte el mensaje en un lío revuelto de caracteres que solo se puede regresar al mensaje original utilizando una clave especial.

Actualmente se usan dos tipos de encriptación. La criptografía de clave simétrica es la más antigua; usa una sola clave para encriptar y descifrar el mensaje. Para lograr esto, las partes se encuentran de antemano para acordar la clave, pero cuando una reunión no es posible, hay otra opción: la criptografía de clave pública. Se trata de un tipo de algoritmo de clave asimétrica, ya que usa más de una clave, y es la opción más popular en el comercio en línea.

Estos métodos funcionan porque la información queda convertida en un problema matemático complejo y muy difícil de resolver sin la clave. Pero, según los expertos, una vez que las computadoras cuánticas estén en funcionamiento, podrán resolver los problemas ocultos de los subgrupos en muy poco tiempo.

Las computadoras cuánticas serán millones de veces más poderosas que las computadoras que crearon esos algoritmos de encriptación porque las tradicionales manipulan las partículas de información (bits), como 0 o 1, pero para las nuevas computadoras pueden existir bits cuánticos o «qbits» como 0, 1 y todos los puntos intermedios.

Aún no se ha creado una computadora cuántica que pueda hacer algo realmente importante, pero se espera que suceda después de 2025. Y como con cualquier tecnología, el cambio se hará gradualmente, lo que pone en riesgo la criptografía tradicional. Incluso la información segura del pasado está en juego.

Tanja Lange, profesora de Criptología en la Universidad de Tecnología de Eindhoven (Holanda), advierte que un hacker puede registrar nuestra comunicación segura hoy y descifrarla con una computadora cuántica en el futuro.

Lange lidera el consorcio de investigación sobre Criptografía Post-Quantum, o PQCrypto, que combina la destreza intelectual de 11 universidades y compañías diferentes para crear nuevas formas de cifrar datos, con suerte sin el uso de problemas ocultos de subgrupos.

Iniciaron su labor en 2015, y Lange dice que puede tomar hasta 20 años después del desarrollo una nueva técnica criptográfica para llegar al usuario final. Pero se trata de una tarea imperante pues la tecnología cuántica está en camino y debemos estar listos para ella.

¿Qué opinas? ¿También crees que se debería tomar medidas desde el presente, para evitar problemas de seguridad futuros?

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Sin embargo, para el público en general, la mecánica o física cuántica sigue siendo una región del conocimiento más cercana a la magia que a la ciencia, por su complejidad y por la dificultad para entender algunos de sus conceptos. Aquí te ofrecemos algunos datos básicos que deberías conocer sobre esta materia.

8 cosas básicas que te gustaría saber sobre la física cuántica

1. Hay que empezar por el principio, por el origen del término “cuántico”. Planck intentaba conseguir una explicación plausible de cómo funcionaba la radiación y la emisión de luz, y en sus cálculos se topaba con una cifra o constante infinitamente pequeña, un número fijo con 34 ceros a la izquierda que, incorporado a las ecuaciones, llevó a la conclusión de que la luz no era un flujo continuo de energía, sino que estaba constituida por pequeñísimas e indivisibles pulsaciones a las que llamó “cuantos”. Planck tenía 42 años cuando hizo este descubrimiento, por el que recibiría el Nobel 18 años después.

2. Acepciones como la “constante de Planck”, la “Ley de Planck” y el “Postulado de Planck» dan una idea de la importancia de este hombre para la física moderna, por lo que no es de extrañar que hoy en día el centro de investigación en este campo y en el de las matemáticas superiores en Alemania sea el Instituto Max Planck.

3. La teoría cuántica trata fundamentalmente sobre el comportamiento de los átomos, que actúan aparentemente de un modo distinto a otros elementos de mayor tamaño en el universo, como los planetas y las estrellas, lo que ha hecho que existan prácticamente dos físicas: una que podríamos denominar general y otra dedicada a lo físicamente pequeño, que sería la cuántica.

4. Uno de los grandes desafíos del siglo XX que aún no ha podido solventarse en la creación de una teoría de los campos unificados: que una armoniosamente los principios de la teoría de la relatividad con los de la física cuántica.

5. Gracias a los postulados de la física cuántica se pudo realizar investigaciones que llevaron al desarrollo del láser, del tubo fluorescente y de la electrónica en general.

6. Hay elementos de la física cuántica que rozan lo fantástico y ponen a prueba nuestra capacidad para entender la realidad a nivel de los átomos. Por ejemplo: un electrón puede pasar de un lugar a otro sin pasar por un espacio intermedio, como si se “teletransportase”, u ocupar más de un espacio a la vez, como si fuera ubicuo. Ambas cosas no son comprensibles ni aceptables en la física clásica.

7. Más sobre Max Planck: su padre trató de convencerlo de que estudiara otra cosa, pues en la física «ya todo estaba hecho»; presenció dos guerras mundiales y en la segunda se opuso a los nazis y a la persecución de sus colegas judíos (fue un gran amigo de Einstein).

Creía en la tolerancia, y en que ciencia y religión podían coexistir.

8. En el universo de los átomos hay mucho espacio y todo está en movimiento, y es por eso que a modo de broma, y de ejemplo, algunos teóricos de la física cuántica afirman que si apoyas tu mano en una pared por suficiente tiempo, terminarás por atravesarla. Claro, podría tomar unos diez mil millones de años, y tal vez terminen doliéndote los pies de tanto estar parado.

Es probable que hayas escuchado el término cuántico como adjetivo de otras disciplinas y teorías que tal vez no sean precisamente “científicas”, como medicina cuántica, filosofía cuántica, ¡y hasta socialismo cuántico! Quizás en esos casos debas aproximarte con una actitud crítica, porque es bastante seguro que nada tengan que ver con la mecánica cuántica que rige lo infinitamente pequeño, descubierta por el gran Max Planck.

Te invitamos a leer nuestro artículo sobre la asombrosa teoría sobre la interpretación de los mundos múltiples.

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