La Casa de Papel y la solución cuántica

Plan de vacaciones en Madrid: visita guiada por los escenarios de La casa de papel. La exitosísima serie se rodó en Madrid, en lugares como la sede del CSIC o el Ministerio de Fomento, que adquieren ahora una nueva dimensión en el callejero madrileño.

En la serie, una banda de ladrones quiere asaltar la Fábrica Nacional de Moneda y Timbre para imprimir 2.400 millones de euros en billetes. Para coordinarse sin dejar rastro, los ladrones utilizan teléfonos móviles de la generación pasada, sin internet ni GPS. Tampoco son dispositivos de pago estos teléfonos: si así fuera, para qué molestarse en imprimir billetes. Puestos a elucubrar y dando un saltito futurista, podrían haber obtenido acceso a un ordenador cuántico lo suficientemente potente para hackear cualquier banco o la propia FNMT: un atraco mucho más limpio, y quizá hasta más televisivo.

Y es que la criptografía de los bancos está basada en problemas matemáticos cuya solución sólo sabe el emisor del pago (el banco) y su receptor (el comercio). Estos problemas se eligen porque son tan difíciles de resolver para un ordenador normal que ni merece la pena intentarlo: se tardaría demasiado en hallar la solución. Sin embargo, la computación cuántica permite resolver algunos de estos problemas de forma eficiente: de ahí su atractivo. Los algoritmos no son fáciles de diseñar, pero sí muy aplicables a ámbitos tan dispares como los riesgos financieros, la medicina o la ciencia de materiales.

Esta investigación está en auge, y todas las universidades madrileñas dedican recursos a diversas facetas cuánticas. También el CSIC, centro de investigación además de escenario, y que acaba de sumarse a la red IBM Q-Network. Desde junio los investigadores de esta institución podemos acceder al ordenador cuántico más puntero del mercado. Su capacidad, 20 qubits, dista mucho de permitirnos hackear ningún banco, siquiera de tener alguna utilidad práctica. Cuando aumente la capacidad, eso sí, tendremos una criptografía más segura y no vulnerable a ataques cuánticos, en la que ya se está trabajando. En cualquier caso, esta colaboración público-privada es importantísima para permitirnos avanzar en una investigación que beneficie directamente a la sociedad.

Otra curiosidad sobre estos ordenadores tan codiciados es que han nacido de la investigación básica de hace sólo unas décadas: los primeros pasos en la teoría cuántica son de principios del siglo XX, pero no fue hasta los años 80 cuando Feynman aventuró que, si la naturaleza no es clásica (como se creía hasta el siglo XIX), no se puede modelizar con herramientas clásicas. Sembró así la semilla para la computación cuántica, vista como una forma de describir la naturaleza y predecir su comportamiento, por el mero afán de conocerla mejor. Escasas décadas más tarde, gigantes como IBM, Google o Microsoft compiten por construir un ordenador cuántico que supere a los clásicos.

La computación cuántica ha adquirido así una faceta aplicada que mueve miles de millones de euros anuales. Hoy ambas investigaciones, básica y aplicada, conviven y se enriquecen mutuamente.

Es también esta área una simbiosis de disciplinas: la física, tema que nos ocupa, da el modelo que explica y predice el comportamiento de la naturaleza. Se suman la informática, para desarrollar nuevos algoritmos cuánticos y evaluar su capacidad; las matemáticas, para conocer los límites de la computación cuántica; e incluso la filosofía, para compatibilizar nuestro entendimiento del modelo físico con el resto de nuestro conocimiento. Sin esta interdisciplinariedad, no habría tecnología cuántica.

Decíamos que los ladrones de La casa de papel no podrían hackear la FNMT con el ordenador de 20 qubits. Pero la tecnología cuántica ya ha dado sus frutos: el GPS, precisamente lo que los teléfonos de la serie no tienen, funciona gracias a los relojes atómicos (cuánticos) que utilizan los satélites para localizarnos. Un claro ejemplo de la importancia de potenciar institucionalmente la investigación tanto básica como aplicada de ámbito interdisciplinar.

Patricia Contreras Tejada (1992) es investigadora en información cuántica en el Instituto de Ciencias Matemáticas-CSIC.