Desarrollo de aplicaciones fortalecerá seguridad en computación cuántica

Si antes sonaba a ficción, la carrera cuántica es una realidad que ha promovido el desarrollo de avances tecnológicos, como los computadores cuánticos: dispositivos que pueden realizar tareas altamente complejas en cosa de segundos, comparado con los años que demoraría realizarlo a los computadores tradicionales. La tecnología cuántica es una disciplina que ha recibido enorme reconocimiento con la entrega del premio Nobel de Física 2022 a Alain Aspect, John Clauser y Anton Zeilinger, pioneros en el fundamento y desarrollo de estas aplicaciones.

Pero así como las nuevas tecnologías son un hecho, también hay un avance relevante en aplicaciones en el área de la seguridad de la información, entre otras. Y en la UCSC, el académico de la Facultad de Ingeniería, Dr. Jaime Cariñe, es quien lidera la investigación en este campo.

De esta forma, este año participó en la publicación de la prestigiosa revista científica Nature Physics, “Certificación de mediciones no proyectivas en sistemas cuánticos utilizando divisores de luz multi-puertos”, en colaboración con investigadores del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO), para aportar avances en el desarrollo de las aplicaciones cuánticas.

“Este es un trabajo donde desarrollamos un circuito óptico que es capaz de hacer procesos para sistemas avanzados, que son los sistemas cuánticos. En el 2020 presentamos los primeros resultados desde un dispositivo llamado Beam Splitter (o divisores de luz multi-puertos), construido en fibras ópticas multi-núcleo, pieza fundamental que integra el circuito óptico utilizado en la reciente publicación. A grandes rasgos, este circuito opera con dos Beam Splitters acoplados a diversos dispositivos electrónicos que permiten generar y medir estados cuánticos de manera controlada y con alta eficiencia”, explicó el investigador del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la UCSC. La utilidad de esta investigación será relevante para el desarrollo de aplicaciones que otorguen seguridad a la información.

Sistemas cuánticos

El boom en el desarrollo de sistemas cuánticos fue a fines de 2018, año en que Estados Unidos, China y la Unión Europea, invirtieron billones de dólares para trabajar en información cuántica, área que contempla desde la computación cuántica hasta la transmisión de datos. En esa fecha la existencia de este tipo de computadores era algo que se veía como “probable”. Hoy, en cambio, es una realidad, en la que empresas como IBM y Google son algunas de las que lideran a nivel mundial.

La velocidad y la capacidad de resolver problemas de maneras diferentes a lo acostumbrado, es lo que no sólo promete, sino que ha demostrado la computación cuántica. De ahí que desde hace alrededor de tres años surgiera el concepto de “supremacía cuántica”, evidenciando la superioridad que estos nuevos dispositivos tienen en relación con los computadores tradicionales.

“Actualmente, las personas estamos expuestas a riesgos en la seguridad de la información, ya que esas tareas también podrían atacar a los sistemas de seguridad. Por ejemplo, una persona que tiene un generador de claves para transferencias bancarias (o digipass), lo presiona y codifica una transferencia. Un computador normal demoraría años en saber el código para validar la transferencia y hacer alguna trampa. En cambio, un computador cuántico se podría demorar segundos, y podría llevar a otras cuentas no sólo la transferencia, sino que todo el dinero”, explicó el Dr. Cariñe.

Es por eso que una de las ramas en las que el investigador de la UCSC está trabajando es la seguridad de la información, que tiene que ver con transmitir la clave de un punto a otro, con la seguridad de que nadie va a poder leerla sin ser detectada. “Ese es el principio de la información cuántica apuntado a distribución de claves. Y como es cuántico se llama ‘distribución de claves cuánticas’ (QKD, por sus siglas en inglés)”, explicó el académico, quien espera poder aportar en seguridad informática a áreas como sistemas bancarios, información militar o información gubernamental.