Quantum computing
Adelantarse al futuro: ciberseguridad en la era postcuántica
FIBK
La computación consiguió durante el siglo pasado lo que entonces parecÃa imposible: aplicar las leyes cuánticas en entornos informáticos. Hoy transforma el presente y el futuro, y sus retos, sobre todo en términos de seguridad y privacidad, ya se abordan desde la innovación más puntera
La tecnologÃa cuántica emplea esta rama de la mecánica para desarrollar sistemas de computación, comunicación o criptografÃa que operan mucho más rápido que las tecnologÃas 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 asà 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 tecnologÃa. En la versión clásica, la información se envÃa 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 sÃ, y por ello aborda y resuelve problemas complejos de forma mucho más ágil.
Las posibilidades que esta tecnologÃa 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 logÃstica 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 criptografÃa 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 fÃsica es indeterminista. Esta caracterÃstica 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 tecnologÃa, no obstante, ha ido más allá en los últimos años. La idea es adelantarse al futuro con la criptografÃa postcuántica (PQC, PostQuantum Cryptography).
Proteger hoy el futuro
Se trata de sistemas de criptografÃa 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 criptografÃa basada en retÃculos (LBC), en códigos con corrección de errores, en isogenias (mapeos entre curvas elÃpticas), 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 criptografÃa 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 hÃbrida 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 hÃbrida 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 garantÃas.
La idea que subyace bajo toda esta tecnologÃa 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.
