El ‘https’ para la URL de un sitio web es un protocolo que proporciona una conexión encriptada entre usted y ese sitio web, de modo que nadie pueda ver cuando ingresa su dirección en una tienda web. Ahora eso es seguro. «Pero cualquier cosa asegurada con la tecnología https puede romperse con una computadora cuántica», dice el científico informático Gilles Brassard de la Universidad de Montreal. Esto también se aplica a las transacciones bancarias en línea.
Cuando llegan al instituto de investigación QuSoft de Ámsterdam, donde Brassard ha ocupado la silla giratoria de Turing durante los últimos seis meses, ambos llevan una especie de sombrero de pescador beige. Durante la conversación resulta que no solo están en sintonía entre sí en términos de tocados. Se complementan sin esfuerzo mientras hablan con entusiasmo sobre la criptografía cuántica.
Los fotones no están destinados a ser almacenados, están destinados a viajar
brasil brasil científico de la computación
¿Cómo se te ocurrió la idea de la criptografía cuántica?
CB: “Comenzó con una idea del físico Stephen Wiesner, quien murió el año pasado. Inventó el «dinero cuántico», que era imposible de falsificar porque consiste en información cuántica en forma de fotones. [lichtdeeltjes]. La información cuántica cambia cuando intentas leerla. Es como la información de un sueño: no puedes mostrársela a los demás y tratar de describirla cambia tu recuerdo de ella. Esto hace que sea imposible hacer una copia perfecta de la información cuántica. Estaba entusiasmado con la idea de Wiesner y la compartí con Gilles para escuchar el punto de vista de un científico informático. Así fue como comenzó nuestra colaboración».
GB: “Nos dimos cuenta de que para los billetes cuánticos hay que almacenar y almacenar fotones. Eso es muy difícil. Los fotones no están destinados a ser almacenados, están destinados a viajar. Por lo tanto, tenía más sentido usarlos para la comunicación. Como soy criptógrafo, surgió la idea de la criptografía con información cuántica”.
Si dos personas quieren comunicarse de forma segura, pueden crear una clave secreta mediante criptografía
charles bennett físico
¿Cómo funciona BB84?
CB: “Si dos personas, Alice y Bob, quieren comunicarse de forma segura, pueden crear una clave secreta mediante criptografía. Solo la otra persona puede descifrar y leer los mensajes. En BB84, Alice y Bob usan las propiedades cuánticas de los fotones para crear esa clave. Utilizan la polarización de fotones. Esto tiene que ver con las ‘vibraciones electromagnéticas’ que forman las ondas de luz. Esas vibraciones se pueden polarizar horizontal/verticalmente (0 y 90 grados) o diagonalmente (45 y 135 grados). Alice envía una serie de fotones polarizados al azar en una de cuatro direcciones (0, 90, 45 y 135 grados) a Bob. Bob elige aleatoriamente por fotón para medir la polarización horizontal/vertical o diagonal. Solo si su método de lectura coincide con el método utilizado por Alice para enviar ese fotón, estarán seguros de encontrar el mismo resultado. Para averiguar para qué fotones midieron la misma información, Bob explica públicamente qué método de medición usó para qué fotón. Alice le informará qué medidas no coinciden y, por lo tanto, se pueden eliminar. El resto debería ser el mismo, a menos que la señal se interrumpiera en el camino o alguien escuchara a escondidas. Esa escucha cambia el estado cuántico de los fotones, de modo que Alice y Bob ya no ven lo mismo, a pesar de que los métodos coinciden. Para verificar esto, comparan una serie de resultados de medición. Si hay muchas diferencias, todo se escucha y empiezan de nuevo. Si solo hay unas pocas diferencias, el intruso no lo sabe todo y es posible corregir los errores a través de un protocolo inteligente y luego crear una clave más pequeña a partir de la clave parcialmente secreta resultante, de la cual el intruso puede demostrar que no sabe nada. Pueden usar esa clave para una comunicación segura.
En China, existe una conexión cuántica entre Shanghai y Beijing. También se usa en serio.
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¿Se está utilizando ya esta criptografía cuántica?
GB: “Sí, especialmente en China. Allí se ha construido una conexión cuántica entre Shanghái y Pekín. También se usa en serio. Y tienen un satélite para enviar información cuántica a distancias mayores de lo que es posible con fibra óptica. En 2017, tuvo lugar la primera videollamada segura con criptografía cuántica entre Pekín y Viena. También en Europa se está trabajando en una prueba con una infraestructura de comunicación cuántica. Y hay empresas que venden sistemas de criptografía cuántica. Esto permite que todos intercambien una clave cuántica entre sí para enviar información cuánticamente segura”.
eso ya es necesario? Después de todo, todavía no existen grandes computadoras cuánticas.
GB: “¿Cómo lo sabes? Es posible que alguien haya logrado construir una computadora cuántica, pero que alguien lo mantenga en secreto”.
CB: “Por ejemplo, para saquear cuentas bancarias”.
GB: “Pero incluso si aún no existe una computadora cuántica, ahora debe cifrar la información que debe permanecer en secreto durante mucho tiempo utilizando la criptografía cuántica. Ahora alguien puede almacenar toda la información encriptada enviada. Tan pronto como haya una computadora cuántica, pueden descifrar y ver todo. Por ejemplo, sabemos por el protocolo https que una computadora cuántica puede descifrarlo”.
Es un campo increíblemente complicado e importante.
charles bennett físico
CB: “Hay métodos de seguridad que aún no se ha probado que una computadora cuántica pueda descifrar. Pero tampoco se ha demostrado que sea imposible descifrarlos, con una computadora cuántica o con una computadora ordinaria”.
GB: “Lo mejor que puede hacer si quiere estar seguro de que su información está y permanece segura es la criptografía cuántica. Si las leyes de la mecánica cuántica son correctas, es probable que sea seguro. Puede haber lagunas surgir si el equipo cuántico requerido no es perfecto. Por lo tanto, en la práctica, puede ser mejor combinar la criptografía ordinaria y la cuántica para crear una clave súper segura”.
¿Qué opinas de los desarrollos actuales en tecnología cuántica?
CB: “Creo que es genial que se esté investigando tanto el hardware y el software cuánticos. Es un campo increíblemente complicado e importante. La criptografía cuántica es solo una fracción de lo que es posible”.
GB: “Los Países Bajos son líderes, tanto en términos de software cuántico, en QuSoft, como en términos de hardware cuántico, en QuTech. Bien podría ser el primer país con una internet cuántica nacional. China también está trabajando en eso”. Riendo: «Pero Holanda puede ser anterior, simplemente porque es un país mucho más pequeño».