Adelantarse al futuro: ciberseguridad en la era postcuántica

La tecnología cuántica emplea esta rama de la mecánica para desarrollar sistemas de computación, comunicación o criptografía que operan mucho más rápido que las tecnologías convencionales. Se fundamenta en que los bit cuánticos (unidades básicas de información para codificar datos o qubits) son duales; es decir, pueden ser 0 y 1 al mismo tiempo. Disponen así de una enorme capacidad de procesamiento, lo que les permite, por ejemplo, completar muchos cálculos masivos casi al instante y de forma simultánea.

La computación es una de las disciplinas que ha adoptado esta tecnología. En la versión clásica, la información se envía en bits binarios que solo pueden estar en dos estados (on y off, 0 y 1). La cuántica, sin embargo, entrelaza muchos qubits con una enorme capacidad de procesamiento entre sí, y por ello aborda y resuelve problemas complejos de forma mucho más ágil.

Las posibilidades que esta tecnología ha abierto poco a poco desde hace más de 75 años, tras la primera revolución cuántica, parecen destinadas a reconfigurar los horizontes económicos y sociales del mundo. Plantea nuevas alternativas en el comportamiento de materiales, en procesos de diseño, y en logística y control. También en la internet cuántica, mediante un tratamiento más avanzado para accesos remotos o intercambios de contenidos; y, sobre todo, en cuestiones de seguridad, mediante sistemas criptográficos que protejan cualquier información transmitida.

La criptografía cuántica establece comunicaciones más seguras mediante la generación cuántica de números aleatorios (QRNG) y la distribución cuántica de claves (QKD). La QRNG crea cifras sin ningún patrón, números realmente aleatorios e impredecibles, dado que esta rama de la física es indeterminista. Esta característica es fundamental para encriptar comunicaciones y blindar su inviolabilidad.

La QKD consiste igualmente en crear claves aleatorias y secretas entre un emisor y un receptor que comparten un canal cuántico. Ambos pueden compartir qubits codificados y detectar cualquier intento de observación externa.

Esta tecnología, no obstante, ha ido más allá en los últimos años. La idea es adelantarse al futuro con la criptografía postcuántica (PQC, PostQuantum Cryptography).

Proteger hoy el futuro

Se trata de sistemas de criptografía diseñados para asegurar la información contra futuras amenazas cuánticas. Aplican para ello multitud de algoritmos que pueden reemplazar o complementar sistemas más convencionales y, por lo tanto, potencialmente más vulnerables.

Estos sistemas emplean criptografía basada en retículos (LBC), en códigos con corrección de errores, en isogenias (mapeos entre curvas elípticas), en ecuaciones multivariadas, en grupos de trenzas o en funciones de Hash, entre otras posibilidades. Prácticamente cualquier problema matemático actual puede formar parte de un criptosistema.

La también llamada criptografía resistente a lo cuántico debe adelantarse a unos ataques cibernéticos cada vez más sofisticados y adaptados a un mundo netamente digital, aunque sin descuidar los aspectos presentes fuera de la red.

Porque la computación cuántica debe coexistir y evolucionar junto a las demás, como la neuromórfica, la fotónica o la clásica. La computación cuántica híbrida se refiere precisamente a esa coordinación entre los distintos procesos de un equipo clásico y otro cuántico para aprovechar las virtudes de cada uno y fortalecer la seguridad y la privacidad de los ciudadanos.

De hecho, toda computación cuántica es en cierto sentido híbrida porque ambas ramas estrechan los cálculos clásicos y cuánticos, aceleran el tiempo de ejecución y facilitan la creación de nuevos algoritmos, que son precisamente la esencia para una ciberseguridad de garantías.

La idea que subyace bajo toda esta tecnología es la intención de entender y de prever el futuro que aguarda a los ciudadanos. El próximo informe Megatrends 2025 contribuirá a este conocimiento colectivo mediante un análisis de las tendencias en innovación que definirán un futuro aún por llegar, pero que se construye hoy.