Ordenador cuántico y criptografía

¿Qué es un ordenador cuántico?

Un computador clásico utiliza los bits (0 o 1) como unidad mínima de información para realizar los cálculos. En cada momento el estado de un ordenador es una combinación de esos ceros y unos. Un ordenador cuántico maneja datos a nivel de cúbit (qubit-quantum bit), que es la unidad básica de información a nivel cuántico. Consta de una combinación de ceros y unos en proporción variable (es decir, puede ser cero, uno, o una combinación de ambos).

En un ordenador convencional de n bits, la cantidad de información que puede contener la máquina es una constante de tamaño n y crece según crece la cantidad de bits que puede procesar dicho ordenador. Sin embargo, en un computador cuántico con n cúbits, un estado concreto de la máquina será una combinación de todas las posibles colecciones de unos y ceros, lo que hace que esa cantidad de información tenga un tamaño de 2n. Al aumentar en uno el número de cúbits, este tamaño se duplica y el resultado es un computador con una capacidad de procesamiento mayor que cualquier ordenador convencional.

¿Acabarán con la criptografía actual?

Actualmente nuestros secretos a través de Internet viajan seguros gracias a la criptografía asimétrica (clave pública – clave privada) que funciona gracias a la multiplicación de dos números primos (considerablemente grandes) y cuyos valores sólo conoce el dueño de la clave. El resultado de esta multiplicación es lo que se llama clave pública y es la distribuida y usada para encriptar todos los mensajes que vayan a ser enviados. Una vez estos llegan al receptor, éste utiliza los números que dieron lugar a ese resultado para desencriptar el mensaje. 

Se dice que un ordenador convencional tardaría años en factorizar el número de la clave pública para descifrar la clave privada que sirve para la desencriptación.

El desarrollo actual de los ordenadores cuánticos hace que sus cálculos sean limitados a unos pocos algoritmos. Dentro de éstos, la criptografía de clave pública – clave privada se ve vulnerada debido al algoritmo de Shor (algoritmo cuántico que es capaz de descomponer en factores un número en un tiempo y espacio significativamente menores que un ordenador convencional). Estos datos pueden parecer desalentadores, pero hoy en día podemos estar tranquilos por varios motivos:

• De momento el tamaño de las claves es demasiado grande para la capacidad de los ordenadores cuánticos que existen
• La criptografía cuántica se desarrolla al mismo tiempo que se van desarrollando los ordenadores cuánticos, y cuya implantación supondrá la seguridad ante algoritmos capaces de romper el sistema de claves conocido
• El NIST (National Institute of Standards and Technology) mantiene una convocatoria pública para la creación de algoritmos post-cuánticos que aseguren los secretos a través de la red

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Autor: Silvia Martínez