Criptografía Cuántica

La criptografía cuántica utiliza la física para desarrollar un criptosistema completamente seguro para evitar verse comprometido si se desconoce el remitente o del destinatario del mensaje.

La criptografía cuántica es distinta de los sistemas criptográficos tradicionales porque depende más de la física que de las matemáticas, como un aspecto clave de su modelo de seguridad.

En esencia, la criptografía cuántica se basa en el uso de partículas/ondas luminosas (fotones) individuales y sus propiedades cuánticas intrínsecas para desarrollar un criptosistema inquebrantable (porque es imposible medir el estado cuántico de cualquier sistema sin perturbarlo).

La criptografía cuántica usa fotones para transmitir una clave. Una vez transmitida la clave, se puede codificar y encriptar mediante el método normal de clave secreta.

Y aquí es donde el código binario entra en juego. Cada tipo de espín de fotón representa información, normalmente un 1 ó un 0, para un código binario. Este código usa cadenas de unos y ceros para crear un mensaje coherente. Por ejemplo, 11100100110 podría corresponderse con «h-o-l-a». Por tanto, un código binario puede asignarse a cada fotón, por ejemplo, a un fotón que tiene un espín vertical ( | ) se le puede asignar un 1.

La codificación normal, no cuántica, puede funcionar de diversas formas, pero normalmente se cifra un mensaje que solo se puede descifrar mediante una clave secreta. El truco es asegurarse de que a quien quiera que se intente ocultar la comunicación no meta mano a la clave secreta. Descifrar la clave privada en un sistema criptográfico moderno normalmente exigiría descubrir los factores de un número que es el producto de dos números primos increíblemente enormes. Los números se eligen para ser tan grandes que, con la potencia de procesamiento de los ordenadores, podría tardarse más tiempo que toda la vida del universo para que un algoritmo divida su producto.

Pero dichas técnicas de cifrado tienen sus vulnerabilidades. Algunos productos, llamados claves débiles, resultan ser más fáciles de dividir que otros.

El Qubit

En computación cuántica un número de partículas elementales como los electrones o fotones son utilizadas, y sus cargas o su polarización actúan como la representación de 0 y/o 1 a estas partículas se las llama Quantum Bit o Qubit.

En contraste con el bit clásico de Shannon, por el principio de superposición de la física cuántica, el Qubit puede ser 0 y 1 a la vez. Además a diferencia del Bit de Shannon el Qubit no puede ser copiado a causa de el teorema de no clonación.

Computadoras cuánticas

El sistema hace uso de la mecánica cuántica. Es un concepto de la física que establece que las cosas pueden estar en dos lugares al mismo tiempo.

"Es algo que no se ve con frecuencia pero en el laboratorio podemos hacer que un átomo esté de dos lugares diferentes al mismo tiempo", explicó Hensinger.

En una computadora "clásica" la unidad de información se llama "bit", que puede tener el valor de 1 o 0. Su equivalente cuántico opera con "qubits" o bits cuánticos, lo que quiere decir que pueden tener toda la combinación de valores: 0 0, 0 1, 1 0 y 1 1 al mismo tiempo.

Este fenómeno abre el camino para hacer cálculos múltiples simultáneamente. En lugar de hacer un cálculo de progresión lógica, como en una computadora binaria estándar -donde las respuestas son sí o no, o encendido o apagado- el sistema cuántico hace todos los cálculos al mismo tiempo y entrega la información instantáneamente.


Referencias

*http://moodle.uaemex.mx/pluginfile.php/59877/mod_resource/content/0/Criptocuantica.pdf

*https://www.bbvaopenmind.com/entender-la-criptografia-cuantica/

*https://www.textoscientificos.com/criptografia/quantica