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Estas son las bases de la computación y la ciberseguridad cuánticas


¿Qué son los qubits? De acuerdo con el teorema de la no clonación, ¿por qué no se pueden copiar?

por: Alejandro Massa Varela Alejandro Massa Varela

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En cuestión de años, la informática y ciberseguridad dejará de tener premisas clásicas y dependerá del paradigma cuántico. Esto cambiará los protocolos o el rostro algorítmico sutil de las instituciones de inteligencia financieras, gubernamentales y militares.

¿En verdad son tan difíciles de entender los fundamentos de esta transición? Serán difíciles de implementar, aunque no se detendrá la competencia por su dominio. Aquí te explicamos cuáles son las premisas de la comunicación y la criptografía cuánticas:

Los “bits” son las unidades informáticas básicas de los primeros ordenadores. Codifican datos en binario o pueden tomar los valores 0 o 1. Ahora bien, resulta menos familiar y más intrincado exponer qué son los famosos “qubits” de la computación cuántica.

Podemos remitirnos a los conceptos del famoso experimento del físico inglés Thomas Young. Consiste en hacer pasar un “fotón”, una partícula de luz, a través de dos rendijas. Proyectado sobre una pantalla, el fotón se propaga ondulatoriamente con una forma de franjas brillantes y oscuras conocida en mecánica cuántica como “patrón de interferencia”.

Lo más interesante es que si se intenta medir esta forma “coherente”, esto por medio de un “observador” o detector cuántico, el patrón desaparece. La implicación es que cualquiera de estas entidades nanométricas “existirían” en estados de onda y de partícula a la vez, o en todos los estados posibles de manera “superpuesta”, hasta “colapsar” en uno o hacerse “decoherentes” al ser medidas. Por eso se dice que un observador afecta lo observado.

A diferencia de los bits, los qubits son unidades que aprovechan esta interesante “superposición cuántica” o que adoptan valores de manera simultánea. Toda una rareza que permitiría a la informática realizar cálculos complejos de manera mucho más eficiente y veloz, siendo la clave para que sea prácticamente inmediata la comunicación del futuro.

Pero la enorme ventaja de la superposición es que, a diferencia de los bits, los qubits no pueden “copiarse” sin colapsar. Advertida en 1982 por los físicos William Wootters y Wojciech Zurek, su “teorema de la no clonación” establece esta inviabilidad para obtener una copia o un “clon” exacto de un qubit, siendo una ventaja cuántica para la criptografía.

Debido a que cualquier intento de interceptar y copiar un mensaje de un ordenador cuántico modificaría de manera inevitable los qubits, cualquier acción intrusa no pueda pasar desapercibida. El teorema de no la clonación además garantiza la integridad de los cálculos cuánticos. Por eso llegará a ser la base de la comunicación ultrasegura para los Estados y las empresas internacionales de un escenario tecnológico, comercial y militar inminente.

 

Imagen: qubits, unidades de la computación cuántica, Innovation News Network.

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