"La criptografía cuántica empieza a competir con la clásica"

Un curso sobre Comunicación y Computación Cuántica, tema novedoso en España, ha sido la razón para la estancia en Barcelona de Ignacio Cirac, de la Universidad de Innsbruck, y de Anna Sanpera, del Centro de Estudios del Saclay de París. El qubit es el elemento básico del computador cuántico y, a diferencia de su antecesor, el bit clásico, está formado por elementos microscópicos (átomos, iones y fotones) que se rigen por las intrincadas y sutiles reglas de la física cuántica, un mundo que invalida la intuición natural, explica Cirac.

Pregunta: Para un físico teórico trabajar en la computación cuántica debe ser como crear las partituras para tocar en un piano que todavía no existe.

Respuesta: En cierta forma sí. De hecho estamos en el inicio de la Era de la Computación Cuántica y los experimentos y los modelos bajo los cuales se están desarrollando estas ideas serán, seguramente, muy distintos a los definitivos. Pero lo mismo ha sucedido con la computación clásica.

P. Pero ésta es una apuesta a muy largo plazo, cuando no incierta.

R. Con lo que sabemos ahora, en los próximos diez años la computación cuántica no va a poder competir con los ordenadores actuales. Pero en lo referente a la criptografía las cosas son diferentes. De hecho ya se está compitiendo y hay empresas privadas que invierten en este campo. Los primeros experimentos sobre criptografía cuántica tuvieron lugar en 1990. Lo máximo que se pudo hacer fue transmitir una información codificada a una distancia de 5 centímetros con un error de bits del 50%. Entonces nadie apostaba un duro por este tema. Siete años después ya se pueden transmitir claves criptográficas a 10 kilómetros, con un error del 1%.

[La ventaja de la criptografía cuántica es que un espía que observe el canal de comunicación rompe la coherencia cuántica, lo que quiere decir que, además de no poder obtener la información, es inmediatamente detectada su presencia. Es como si encendiera la luz y velara un negativo.]

P. En 1994 se consiguió el derribo del famoso RSA de 129 cifras, una clave que parecía indestructible. Para ello tuvieron que utilizarse más de mil ordenadores a través de Internet. ¿En computación cuántica se podría hacer con un sólo ordenador?

R. Sí, pero no se trata sólo de emplear la fuerza bruta, sino de crear nuevos algoritmos, más avanzados, que utilicen los recursos propios del computador cuántico.

P. A pesar de que recientemente se han conseguido descifrar mensajes de los años sesenta, hoy en día se está muy seguro con los sistemas de encriptación basados en la imposibilidad de factorizar números primos (RSA), pero cuando se pueda utilizar criptografía cuántica todo los mensajes secretos podrían quedar al descubierto.

R. La National Security Agency de EE UU es muy consciente de este hecho y su principal preocupación es saber si dentro de 30 años, por poner una cifra, será normal tener un computador cuántico y poder descifrar los mensajes. Por eso, posiblemente, este último año, se han invertido cantidades tan importantes de dinero en proyectos que a muchos físicos les parecen difíciles y hasta imposibles. Se podría decir que es una financiación por si acaso.

P. Estos temas siempre parece que les preocupen sólo a los norteamericanos.

R. En Europa se ha empezado a tomar partido. La CE ya ha organizado las primeras conferencias para estudiar cómo reaccionar y todo apunta a que también se va a apostar por la computación cuántica.

P. Hace apenas dos meses que se publicaron los primeros resultados experimentales sobre la teleportación. ¿Tiene la teleportación posibles aplicaciones a la criptografía?

R. Yo creo que sí. Puede suponer una gran ventaja en la comunicación de claves. En la teleportación tenemos dos partículas físicamente separadas en el espacio. Cuando observamos el estado de una de ellas, de forma automática queda definido el estado de la otra. Estas características, que pueden constituir una clave criptográfica, se pueden hacer públicas, ya que sólo tienen valor para la persona que posea la otra partícula.

P. Pero no puede uno ir por el mundo con un fotón en la maleta.

R. Es cierto, un fotón no te lo puedes llevar a ninguna parte. Es un elemento demasiado inestable. Pero en cambio, un átomo sí. Actualmente se está trabajando en esa dirección.

P. ¿Cabría la posibilidad de utilizar un canal clásico de comunicación y recubrirlo con medidas de seguridad cuánticas?

R. Esto es lo que yo creo que al final se va a hacer: el canal no será ni totalmente clásico ni totalmente cuántico, sino que se podrá utilizar un medio de comunicación seguro, aprovechando algunas de las ventajas de la mecánica cuántica y dejando el resto en manos de la criptografía clásica.