El apocalipsis cuántico

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Cuentan que el bueno de Schrödinger, uno de los padres fundadores de la Mecánica Cuántica, llevó su gato al veterinario para un chequeo. Después de un rato el veterinario volvió y le dijo: “Tengo buenas y malas noticias…”.

En nuestro caso, ¿cuáles son las buenas noticias? Hace unas semanas en el blogservatorio de GMV nos hemos hecho eco del estudio publicado en Nature, y recogido en xataca.com[1], en el que Intel afirma que los ordenadores cuánticos con millones de qbits están relativamente cerca, e Intel podrá fabricarlos en las mismas instalaciones en las que fabrica los circuitos convencionales usando tecnología CMOS (aquí aplicada a spintrónica). Esto no significa que un computador cuántico de propósito general, en régimen tolerante a fallos (como los ordenadores actuales), esté a la vuelta de la esquina. Pero sí que un computador cuántico como una especie de coprocesador matemático, un NISQ – Noisy Intermediate-Sized Quantum computer, un ordenador al que le toleramos los pantallazos azules –, acerca su horizonte temporal.

¿Y cuáles son las malas? Que esta cercanía temporal de la computación cuántica nos acerca su vez, si no nos preparamos adecuadamente, al Apocalipsis Cuántico. Y no, no es la película de 2010, tan mala que ni siquiera tiene una calificación en Rotten Tomatoes. Definitivamente, a los expertos en marketing de tecnologías cuánticas les encanta producir términos rimbombantes y éste lo acaban de introducir a principios de año. Y lo definen imaginando un mundo donde repentinamente los ficheros y streams de datos encriptados/secretos, fueran descifrados, craqueados por un ejército de computadores cuánticos funcionando a pleno rendimiento. Imaginemos lo que pasaría con todo el tráfico de internet. Las compras, la banca móvil, los sistemas de defensa de los estados, las comunicaciones…

Changpeng Zhao es uno de los hombres más ricos del mundo, como dueño de la plataforma Binance, de comercialización de criptomonedas. Hace pocas semanas se pasó por Madrid para uno de esos eventos de promoción tan en boga últimamente, para decir que: “las criptomonedas estarán por todas partes”[2]. Pero todo ese enorme abanico de diferentes criptomonedas se basa en las funciones matemáticas llamadas one-way, típicamente se usa el Logaritmo Discreto de Curva Elíptica (ECDLP). Este tipo de funciones son sencillas de ejecutar en un ordenador convencional, pero sus inversas son extraordinariamente difíciles de calcular. Es decir, si ya sabemos que un número es solución a una de estas funciones, verificarlo es sencillo, pero es prácticamente imposible saber si un número es solución (antilogaritmo). Para craquear una clave definida usando ECDLP de 256 bits se estima que se necesitarían 317 millones de qbits en un computador cuántico. Y cuando los tengamos disponibles se abriría la Caja de Pandora que permitiría vaciar las carteras de Bitcoin, Tether o SushiSwap. El valor de mercado de todas las criptomonedas caería inmediatamente a cero. El 3% del PIB mundial, al garete. Ciertamente, un apocalipsis fintech.

Volviendo a las buenas noticias, ¿de dónde provendría la solución?: De la criptografía cuántica, dependiendo del nivel de seguridad, es decir, del nivel de apocalipsis cuántico que estemos dispuestos a tolerar. (Por cierto no hay ninguna computación en la criptografía cuántica, aunque eso es lo que captura la imaginación de la gente) Con ello quiero decir que en los intercambios de red para los que la vida de los mensajes o piezas de información intercambiados tienen una vida corta, se puede seguir usando los esquemas criptográficos antiguos o ser sustituidos por criptografía post-cuántica (criptografía clásica que se asume que resistiría un ataque de un computador cuántico), dado que la agilidad de los intercambios añade dificultad al esfuerzo de hackear la red. Sin embargo, cuando el nivel de seguridad requerido es alto se debería usar siempre criptografía cuántica. Tal es el caso de proyectos que se están desarrollando en GMV, como por ejemplo el caso de uso QGeKO para el programa OpenQKD de la Unión Europea. A OpenQKD, como banco de pruebas de sistemas que hagan uso de la criptografía cuántica (QKD) se le considera el trampolín inicial de EuroQCI, la futura infraestructura europea de comunicaciones cuánticas. Y ello es así porque también es un esfuerzo de llevar las tecnologías que usan estos sistemas a niveles de disponibilidad (TRL) adecuados. QGeKO implementa esquemas híbridos, que hacen uso tanto de QKD como criptografía post-cuántica para el intercambio de mensajes en forma segura.

Con el uso de criptografía cuántica, inicialmente la red perdería algo de agilidad, pero nuestros datos estarían a salvo. Pero, ¿QKD resistiría el ataque de un computador cuántico? Si, y es algo que estaría garantizado por las mismas leyes físicas que gobiernan el insondable mundo cuántico.

Cómo me gusta el olor a función de onda por las mañanas…

Autor: Fernando Labarga

Subido por Judson (no verificado) el Jue, 05/10/2023 - 00:48

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