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Criptografía cuántica: a prueba de espías
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Criptografía cuántica:
a prueba de espías

Norma Leticia Ávila Jiménez

Al enterarme del tema que aquí expongo, no pude dejar de visualizar varias imágenes: al actor Russel Crowe interpretando al brillante matemático y Premio Nobel de Economía 1994 John Forbes Nash, cuando está frente a una pizarra electrónica que proyecta hileras de números que encierran claves secretas; al teniente Francis P. Bacon, personaje creado por Jorge Volpi en su novela En busca de Klingsor, revisando documentos clasificados y enredándose con el enemigo al tratar de cumplir con su misión de encontrar al supervisor de los científicos del Tercer Reich, y cuando leí la nota de El Universal publicada el 27 de junio del año pasado, en la que se refiere que, en los momentos más álgidos de la guerra fría, la cia realizó espionaje en México.

Fue el doctor Shahen Hacyan, investigador del Instituto de Física de la unam , quien me introdujo a la criptografía cuántica, método innovador a través del cual es posible enviar información a prueba de espías, esto es, que evita el descifrado de los algoritmos inherentes a diferentes técnicas de seguridad. Estados Unidos pierde aproximadamente 500 mil millones de dólares anuales en ventas como consecuencia del resquebrajamiento de sus códigos secretos, según revela la revista Tendencias de abril-mayo 2007, que lo cita como ejemplo de las mermas económicas que sufren varios países por ese motivo.

El desarrollo de la criptografía cuántica, todavía en fase experimental, se basa en el principio de superposición, fundamento de la física cuántica según el cual una partícula atómica permanece en una superposición de todos sus estados posibles antes de ser observada. Si esto ocurre, la obliga a manifestarse en uno de esos estados, o dicho de otro modo, la medición “confiere realidad a una propiedad de la partícula. Lo curioso es que si se tiene un sistema de partículas de origen común, por ejemplo fotones (partículas de luz), y después se separaran, las mediciones que se realicen en una partícula, como podría ser su ángulo de polarización (dirección), van a afectar el estado de la otra, no importa la distancia a la que se encuentre. “Un fotón se entera instantáneamente de lo que le hacemos a su compañero”, enfatiza Shahen Hacyan.

Este principio permitió a Charles Bennett, especialista de la IBM, y a Gilles Brassard, investigador de la Universidad de Montreal, publicar en 1984 un protocolo, el bb 84, para el envío de mensajes a través de fibras ópticas. Para lograr la transmisión, el emisor –a quien los autores han llamado Alice– envía sucesivamente y en forma aleatoria fotones polarizados en direcciones horizontal o vertical, o diagonales (con ángulos de 45 o de 135 grados), y registra la secuencia de estas direcciones (polarizaciones). Cada fotón transporta un bit de información (número cero o uno).

Como el receptor –llamado Bob– no sabe la secuencia de Alice, genera una secuencia de direcciones aleatorias para medir la polarización de los fotones emitidos, y también las registra. En el siguiente paso, los dos involucrados se olvidan de la física cuántica y utilizan tecnología desarrollada con apoyo de la física clásica: por medio del teléfono o el internet (canales denominados públicos), se comunican las bases utilizadas y las comparan; descartan las mediciones de los fotones o bits no coincidentes, y toman en cuenta las que son iguales, por lo general, cerca del cincuenta por ciento. De acuerdo al Principio de superposición, los bits que fueron generados y medidos con la misma dirección de polarización “adquieren realidad, pero sólo para Alice y Bob, quienes así pueden generar una clave secreta (secuencia de números) que sólo para ellos tiene existencia”.

Si un hacker (Eve) interfiere el sistema y quiere medir los fotones enviados, como no conoce la secuencia, destruye el esquema de operaciones, provoca alteraciones detectables para Alice y Bob, quienes deducen fácilmente la existencia de un extraño y abortan la comunicación.

La revista Scientific American de enero de 2005, publicó que dos empresas ya habían introducido al mercado sistemas de criptografía cuántica: la genovesa Id Quantique que, en coordinación con su servicio de internet, logró el envío de información hasta a una distancia de diez kilómetros, y la neoyorquina MagiQ Technologies, que en ese año vendía los citados sistemas con un valor que oscilaba entre los 70 y los 100 mil dólares. No puedo dejar de imaginarme a Héctor Belascoarán Shayne, el detective creado por Paco Ignacio Taibo II, enviando mensajes mientras bebe un refresco y la foto de la chica de la cola de caballo lo observa, o a Filiberto García, personaje de Rafael Bernal, haciendo lo mismo desde un punto en la calle de Dolores, al tiempo que piensa “pinche criptografía cuántica”.

Para lograr extender las distancias entre el emisor y el receptor, algunos especialistas experimentan la transmisión de mensajes por medio de la emisión de rayos láser a través del aire, desde altas cimas de montañas –para minimizar la turbulencia atmosférica. Uno de estos ensayos lo realizaron, en 2002, científicos de la empresa inglesa QuinetiQ y la Universidad Ludwig Maximilian, de Munich, quienes desde la cima de los Alpes del Sur, y apoyados por potentes telescopios y filtros especiales, lograron comunicarse a veintitrés kilómetros de distancia. La optimización de esta tecnología permitirá recibir señales desde una distancia de mil kilómetros, lo que será suficiente para mantener contacto con los satélites que se desplazan en las órbitas cercanas a la Tierra, se asegura en Scientific American.

Nortel, Verizon, ATT y un banco suizo son algunas compañías que actualmente tienen a prueba la criptografía cuántica, mientras que NEC, en Japón, y Hewlett Packard, en Inglaterra, integran grupos de investigación sobre el tema.

Algunos especialistas temen que el desarrollo de computadoras cuánticas permitan el descifrado de información emitida con el método de la criptografía cuántica. Si fuera el caso, ¿qué se podría hacer? ¿Acaso afinar la telepatía?