Física: una red cuántica inviolable

En un congreso sobre computación en Viena, se ha presentado una red cuántica que unía a seis ordenadores para demostrar su seguridad: éste sistema hace inviolable la seguridad de la red.

Según cuentan los expertos, al ir la información contenida en propiedades cuánticas de los átomos, tales como la polarización, cualquier posible observador rompería su estado, y alteraría su contenido. Es una aplicación práctica del principio de incertidumbre que Heisenberg formuló en 1927, que, simplificado, dice que no se pueden determinar, simultáneamente y con precisión, ciertos pares de variables físicas. Por ejemplo, en este caso, la posición y el estado de una partícula subatómica. De esta manera si alguien interaccionara con una emisión de qubits (los bits cuánticos) para saber su estado, lo alteraría.

La idea de utilizar esta propiedad en los ordenadores fue formulada por Charles Bennett, de IBM, y Gilles Brassard, de la Universidad de Montreal, hace 25 años, y, desde entonces, su búsqueda es una prioridad de gobiernos y grandes corporaciones. Y no sólo para garantizar la seguridad de las transmisiones, sino la de los datos guardados en sí mismos, con la idea de suplir los actuales chips de silicio por otros a escala subatómica, con mucha más capacidad por milímetro cuadrado y, encima, inviolables.

Otra noticia relacionada es la colaboración entre la Universidad del Noroeste y la compañía BBN Technologies de Cambridge, Massachusetts, ha culminado en la primera demostración de una verdadera red cuántica de datos encriptados. Al integrar el ruido cuántico para proteger datos encriptados (encriptación de datos cuánticos o QDE por sus siglas en inglés) con distribución cuántica de claves (QKD por sus siglas en inglés), los investigadores han desarrollado un sistema completo de comunicación de datos con extraordinaria resistencia al espionaje electrónico.Prem Kumar, profesor de ingeniería electrónica y ciencias de la computación en la Academia McCormick de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (de la Universidad del Noroeste) y uno de los principales investigadores del proyecto, nos recuerda que el volumen y tipos de la información confidencial que es transmitida sobre redes de datos continua creciendo a pasos de gigante. Por eso, los nuevos métodos de encriptación son necesarios, “para continuar asegurando que la privacidad y seguridad de la información de cada usuario está debidamente protegida”.

La distribución cuántica de claves explota las propiedades incomparables de la mecánica cuántica para distribuir con plena seguridad claves electrónicas entre dos partes. A diferencia de la distribución tradicional de claves, la seguridad de la QKD puede, en teoría, proveer claves cuantitativamente seguras con independencia de los avances tecnológicos que se hagan en el futuro. Estas claves ultraseguras podrían ser usadas en los algoritmos tradicionales de encriptación para permitir comunicaciones de alta velocidad encriptadas.

BBN ha construido y ha estado poniendo a prueba la primera red cuántica de todo el mundo usando conmutadores de redes no seguras, transportando claves de distribución de punto a punto mediante QKD de alta velocidad, desde 2004. Con la red QKD del Metro de Boston activa 24 horas al día, 7 días a la semana, es evidente que la encriptación cuántica funciona en la práctica y puede proveer una técnica para construir redes altamente seguras.

En el paso tecnológico que se ha dado con esta demostración, las tecnologías QKD y QDE se han interrelacionado. El sistema QKD de BBN, que constantemente provee las últimas claves ultraseguras, ha sido combinado con el sistema de encriptación de la Universidad del Noroeste, para formar una verdadera red cuántica de datos encriptados.

La combinación de ambos sistemas ha sido demostrada en un enlace de nueve kilómetros entre las oficinas centrales de BBN y la Universidad de Harvard en Cambridge.

Las comunicaciones seguras requieren tanto una distribución segura de claves como un robusto mecanismo de encriptación. Por eso, el sistema combinado representa lo último en comunicaciones ópticas de alta velocidad ultraseguras.