Qué es la comunicación cuántica: ¿el futuro de internet?

QKD (Quantum Key Distribution, en español, distribución de claves cuánticas) es una tecnología de seguridad. Implica enviar datos cifrados, en donde las claves para descifrar esa información se codifican y transmiten en un estado cuántico utilizando qubits (en vez de usar los bits clásicos que representan unos y ceros, pueden representar ambos al mismo tiempo).

La computación cuántica es compleja. Es importante entender que estamos hablando de las máquinas del futuro. Las computadoras serán capaces de realizar cálculos que exceden ampliamente la capacidad de las máquinas más potentes de la actualidad.

Para comprenderlo mejor, un ejemplo. En la práctica, cuando realizamos una compra en una plataforma de ecommerce o hacemos una transacción bancaria en el home banking, nuestros datos dependen de sistemas de seguridad para no ser robados. ¿Qué pasaría si se utilizara criptografía cuántica entonces para evitarlo? El protocolo usado por QKD forma parte de lo que se denomina comunicación cuántica, que a diferencia del cifrado tradicional, es casi imposible de piratear.

“Lo que tiene el método de criptografía cuántica, con respecto a los métodos tradicionales de criptografía, es que, en principio, hasta donde entendemos las leyes de la física, es inviolable. Entonces las comunicaciones son realmente seguras, y son seguras en el sentido de que, al menos que descubramos todo un mundo de física nueva que no conocemos y que sobrepase a la física cuántica, esas cosas que se comunican, son imposibles de ser reveladas por nadie nunca”, señala a Infobae Christian Schmiegelow, físico, profesor e investigador del Departamento e Instituto de Física, Exactas-UBA (Universidad de Buenos Aires) y Conicet (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina), donde dirije el Laboratorio de Iones y Átomos Fríos.

Pero el beneficio de los métodos cuánticos viene con una dificultad hoy. “Si te compraras un router cuántico, tiene una manera de funcionar, pero si alguien descubre un problema, de harware, por un error de diseño, surge el problema que es que hay que cambiar el hardware directamente, no el software. Es la dificultad hoy, pero es una etapa muy inicial”, añade.

Hacia una internet cuántica

En un futuro, tal vez en 15 o 20 años, podríamos contar con una internet cuántica. “Ya no tendríamos servidores que además puedan almacenar información cuántica y procesarla. Podríamos pensar en actualizaciones y cambios, en una red configurable sin un protocolo específico. Esto está lejos. Pero la criptografía cuántica es una realidad”, dice Schmiegelow.

Explica que países como China o Suiza decidieron invertir e instalar redes cuánticas. El país asiático es el primero en contar con la primera red de comunicación cuántica del mundo. Con más de 700 fibras ópticas puede distribuir claves cuánticas por 4.600 kilómetros, desde la ciudad de Xinlong a Shanghai.

“Suiza en algunas elecciones mandó toda la información de los resultados de las elecciones por una red cuántica en su red de fibra óptica. Nosotros en la Argentina tenemos bastante desarrollo, pero lejos de llegar al mercado y a su aplicación. No porque no tengamos el capital humano ni siquiera, sino porque no tuvimos la oportunidad y la fuerza de inversión todavía para llegar a eso”, señala el físico, que hizo su doctorado junto a un grupo líder en criptografía, con varios prototipos funcionando.

Se trata del Laboratorio de Óptica Cuántica en UniDef (Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa)-Conicet y CITEDEF (Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa). Este laboratorio, dirigido por el físico argentino Miguel Larotonda, tiene planes de probar junto a Arsat (la empresa de telecomunicaciones del Estado argentino) esos prototipos en la red de fibra óptica nacional en la Argentina.

“En este sentido, hoy estamos en un punto tecnológicamente en donde podemos instalar redes de comunicación cuántica, que esencialmente son redes criptográficas”, asegura Schmiegelow.

Las claves generadas por la comunicación cuántica o QKD se basan en los estados de las partículas cuánticas (como los fotones). De esta forma, se forma una cadena de ceros y unos. Ante cualquier problema de comunicación entre el emisor y el receptor, la cadena cambia de inmediato evitando su descifrado. ¿Cuál es la diferencia con blockchain?

El blockchain o cadena de bloques, usa métodos muy difíciles de quebrar. El cómputo actual que existe para quebrar sus métodos es tan grande que no habría tiempo en 100, 200 años o más, de romper ese código secreto. “Pero todos los códigos actuales son en principio rompibles. El cuántico es el único que, en principio, no es rompible”, explica Schmiegelow.

Al igual que la internet que hoy conocemos, la internet cuántica sería una red de redes que abarcaría todo el mundo. La gran diferencia es que las redes de comunicaciones subyacentes serían cuánticas. Pero no reemplazará a la internet que conocemos hoy. Probablemente los memes o contenidos comerciales no confidenciales seguirán circulando en forma de bits clásicos. Pero una internet cuántica podría atraer a las organizaciones que necesitan mantener seguros los datos particularmente valiosos.

Un informe de mercado de Prescient & Strategist Intelligence predijo que la computación cuántica será una industria de USD 65 mil millones para 2030.

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