F¨ªsica cu¨¢ntica contra 'hackers'

El ordenador cu¨¢ntico puede ser el futuro de la inform¨¢tica, pero tambi¨¦n su pesadilla. Los expertos investigan nuevas tecnolog¨ªas para construir ordenadores que dejar¨¢n en rid¨ªculo la capacidad de procesamiento de los actuales. Esas m¨¢quinas aprovechan las leyes de la mec¨¢nica cu¨¢ntica para la computaci¨®n y, en lugar de bits, se basan en algo llamado qubits.

En la computadora cu¨¢ntica no ser¨¢n seguros los sistemas actuales

Si se intenta 'leer' los fotones polarizados se deja huella

En 2010 tendr¨¢ que estar listo el emisor-receptor de estos mensajes

Pero los cient¨ªficos advierten de que, cuando llegue, ya no ser¨¢n seguros los actuales protocolos de encriptaci¨®n utilizados para proteger transacciones electr¨®nicas y comunicaciones confidenciales en Internet, porque un ordenador tan potente solucionar¨ªa las inabordables operaciones matem¨¢ticas en que se basa hoy la criptograf¨ªa. Ante la eventualidad de que una herramienta as¨ª caiga en manos de las mafias que operan robando datos en la Red, la ciencia necesita adelantarse al desaf¨ªo y cree saber c¨®mo hacerlo: con una raci¨®n de su misma medicina cu¨¢ntica.

La soluci¨®n consiste en una nueva criptograf¨ªa infranqueable que generar¨¢ las claves no mediante matem¨¢ticas m¨¢s o menos ingeniosas, sino aprovechando las propiedades cu¨¢nticas de las part¨ªculas elementales, como los fotones, las part¨ªculas de la luz. Una de ellas es que un fot¨®n no puede ser interceptado y copiado sin alterarlo (por el denominado principio de incertidumbre, que Heisenberg formul¨® en 1927). As¨ª, la seguridad estar¨ªa garantizada por un principio absoluto de la f¨ªsica. A este campo se le llama criptograf¨ªa cu¨¢ntica y puede abrir camino a aplicaciones como las elecciones por Internet o las tarjetas de cr¨¦dito que no puedan ser duplicadas. En Suiza, se utiliz¨® el pasado octubre para proteger el recuento de las elecciones en Ginebra.

Para avanzar en la criptograf¨ªa cu¨¢ntica, la Agencia Europea del Espacio (ESA) acaba de adjudicar a un consorcio mayoritariamente espa?ol la construcci¨®n de un "transceptor [emisor-receptor] cu¨¢ntico", un aparato transmisor y receptor (como los walkie-talkies) de fotones encriptados. El proyecto, con un presupuesto de 600.000 euros, durar¨¢ hasta 2010. De ¨¦l tendr¨¢ que salir un prototipo seguro capaz de funcionar desde la Estaci¨®n Espacial Internacional (ISS), y que volar¨ªa a ella quiz¨¢s en 2015.

El dise?o del aparato para cumplir con su funci¨®n de emitir y recibir claves cifradas recae en el Instituto de Ciencias Fot¨®nicas (ICFO) de Barcelona y en el Grupo de Comunicaciones ?pticas y Cu¨¢nticas de la Universidad Polit¨¦cnica de Valencia. El jefe de este ¨²ltimo, el catedr¨¢tico Jos¨¦ Capmany, explica a EL PA?S que "es la t¨¦cnica m¨¢s segura para cifrar informaci¨®n en el espacio, porque si tratas de saber qu¨¦ informaci¨®n lleva el fot¨®n, la destruyes". El f¨ªsico Valerio Pruneri, italiano afincado en Barcelona y jefe de grupo en el ICFO, muestra c¨®mo se encriptan los mensajes con esta tecnolog¨ªa: "Cada fot¨®n es una part¨ªcula de luz y lo polarizamos vertical, horizontal o diagonalmente, aplic¨¢ndole un filtro como hacen las gafas de sol con los rayos solares. Las polarizaciones son complementarias y si alguien esp¨ªa, el tr¨¢fico de fotones las modifica, y el emisor y receptor se dan cuenta de los cambios".

Este fen¨®meno s¨®lo ocurre en el universo microsc¨®pico: si interceptamos una carta, podemos leerla y cerrarla a continuaci¨®n, evitando dejar se?ales visibles. Pero los fotones y las part¨ªculas que componen la misiva cu¨¢ntica quedan irremisiblemente trastocados en su polarizaci¨®n desde el momento en que alguien los detecta y observa. Es imposible hacerlo en secreto.

"?ste es el proyecto m¨¢s complejo con que nos hemos encontrado", subraya Francisco Guti¨¦rrez, director de innovaci¨®n de la empresa Alter Technology Group, coordinadora del proyecto y encargada de conseguir un sistema que funcione en las duras condiciones de la ¨®rbita en la que vuela la ISS (350-460 kil¨®metros sobre la superficie terrestre). El transceptor consiste en un l¨¢ser de fotones muy delicado, "en el que desviaciones mayores de una micra en la posici¨®n de sus componentes pueden provocar que se desalinee y no funcione". Dos empresas espa?olas (Lidax y Emxys) desarrollar¨¢n los sistemas t¨¦rmicos y electr¨®nicos para ello.

"La seguridad en las comunicaciones espaciales es un aspecto que, dada la situaci¨®n socio-pol¨ªtica actual, est¨¢ adquiriendo cada vez m¨¢s importancia, y estamos investigando t¨¦cnicas para proteger el acceso a un sat¨¦lite y a los datos provenientes de los instrumentos de a bordo", afirma Josep Maria Perdigues, responsable t¨¦cnico de los estudios sobre comunicaci¨®n cu¨¢ntica de la ESA. Destaca Perdigues que la construcci¨®n del transceptor se enmarca en un ambicioso experimento llamado Space Quest, pionero en el mundo, y que "consiste en demostrar la viabilidad de distribuir fotones individuales desde la ISS a receptores terrestres -telescopios- para validar principios fundamentales de la f¨ªsica cu¨¢ntica".

Uno de los axiomas a corroborar tiene un nombre que s¨®lo con mencionarse hace volar la imaginaci¨®n: la teleportaci¨®n, que estos f¨ªsicos cu¨¢nticos se toman tan en serio como los protagonistas de Star Trek. Jos¨¦ Capmany, jefe del grupo valenciano, remarca que "una parte de nuestro transceptor tambi¨¦n estar¨¢ adaptada a enviar dos fotones entrelazados a localizaciones muy alejadas entre s¨ª en la Tierra, para realizar experimentos de teleportaci¨®n; comprobaremos si las propiedades de estos fotones vinculados entre s¨ª se mantienen al mandarse cada uno a miles de kil¨®metros de distancia".