08/May/08

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Física cuántica contra 'hackers'

Científicos españoles ganan un proyecto de la ESA para probar la frontera en seguridad electrónica - Protegerá los satélites y el voto por Internet

El ordenador cuántico puede ser el futuro de la informática, pero también su pesadilla. Los expertos investigan nuevas tecnologías para construir ordenadores que dejarán en ridículo la capacidad de procesamiento de los actuales. Esas máquinas aprovechan las leyes de la mecánica cuántica para la computación y, en lugar de bits, se basan en algo llamado qubits.

Pero los científicos advierten de que, cuando llegue, ya no serán seguros los actuales protocolos de encriptación utilizados para proteger transacciones electrónicas y comunicaciones confidenciales en Internet, porque un ordenador tan potente solucionaría las inabordables operaciones matemáticas en que se basa hoy la criptografía. Ante la eventualidad de que una herramienta así caiga en manos de las mafias que operan robando datos en la Red, la ciencia necesita adelantarse al desafío y cree saber cómo hacerlo: con una ración de su misma medicina cuántica.

La solución consiste en una nueva criptografía infranqueable que generará las claves no mediante matemáticas más o menos ingeniosas, sino aprovechando las propiedades cuánticas de las partículas elementales, como los fotones, las partículas de la luz. Una de ellas es que un fotón no puede ser interceptado y copiado sin alterarlo (por el denominado principio de incertidumbre, que Heisenberg formuló en 1927). Así, la seguridad estaría garantizada por un principio absoluto de la física. A este campo se le llama criptografía cuántica y puede abrir camino a aplicaciones como las elecciones por Internet o las tarjetas de crédito que no puedan ser duplicadas. En Suiza, se utilizó el pasado octubre para proteger el recuento de las elecciones en Ginebra.

Para avanzar en la criptografía cuántica, la Agencia Europea del Espacio (ESA) acaba de adjudicar a un consorcio mayoritariamente español la construcción de un "transceptor [emisor-receptor] cuántico", un aparato transmisor y receptor (como los walkie-talkies) de fotones encriptados. El proyecto, con un presupuesto de 600.000 euros, durará hasta 2010. De él tendrá que salir un prototipo seguro capaz de funcionar desde la Estación Espacial Internacional (ISS), y que volaría a ella quizás en 2015.

El diseño del aparato para cumplir con su función de emitir y recibir claves cifradas recae en el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona y en el Grupo de Comunicaciones Ópticas y Cuánticas de la Universidad Politécnica de Valencia. El jefe de este último, el catedrático José Capmany, explica a EL PAÍS que "es la técnica más segura para cifrar información en el espacio, porque si tratas de saber qué información lleva el fotón, la destruyes". El físico Valerio Pruneri, italiano afincado en Barcelona y jefe de grupo en el ICFO, muestra cómo se encriptan los mensajes con esta tecnología: "Cada fotón es una partícula de luz y lo polarizamos vertical, horizontal o diagonalmente, aplicándole un filtro como hacen las gafas de sol con los rayos solares. Las polarizaciones son complementarias y si alguien espía, el tráfico de fotones las modifica, y el emisor y receptor se dan cuenta de los cambios".

Este fenómeno sólo ocurre en el universo microscópico: si interceptamos una carta, podemos leerla y cerrarla a continuación, evitando dejar señales visibles. Pero los fotones y las partículas que componen la misiva cuántica quedan irremisiblemente trastocados en su polarización desde el momento en que alguien los detecta y observa. Es imposible hacerlo en secreto.

"Éste es el proyecto más complejo con que nos hemos encontrado", subraya Francisco Gutiérrez, director de innovación de la empresa Alter Technology Group, coordinadora del proyecto y encargada de conseguir un sistema que funcione en las duras condiciones de la órbita en la que vuela la ISS (350-460 kilómetros sobre la superficie terrestre). El transceptor consiste en un láser de fotones muy delicado, "en el que desviaciones mayores de una micra en la posición de sus componentes pueden provocar que se desalinee y no funcione". Dos empresas españolas (Lidax y Emxys) desarrollarán los sistemas térmicos y electrónicos para ello.

"La seguridad en las comunicaciones espaciales es un aspecto que, dada la situación socio-política actual, está adquiriendo cada vez más importancia, y estamos investigando técnicas para proteger el acceso a un satélite y a los datos provenientes de los instrumentos de a bordo", afirma Josep Maria Perdigues, responsable técnico de los estudios sobre comunicación cuántica de la ESA. Destaca Perdigues que la construcción 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 física cuántica".

Uno de los axiomas a corroborar tiene un nombre que sólo con mencionarse hace volar la imaginación: la teleportación, que estos físicos cuánticos se toman tan en serio como los protagonistas de Star Trek. José Capmany, jefe del grupo valenciano, remarca que "una parte de nuestro transceptor también estará adaptada a enviar dos fotones entrelazados a localizaciones muy alejadas entre sí en la Tierra, para realizar experimentos de teleportación; comprobaremos si las propiedades de estos fotones vinculados entre sí se mantienen al mandarse cada uno a miles de kilómetros de distancia".

Fuente: . Aportado por Gustavo Courault