Premio BBVA a los pioneros de la computación y la criptografía cuánticas

El Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Ciencias Básicas ha recaído en Charles Bennett, Gilles Brassard y Peter Shor por sus “contribuciones sobresalientes” a las áreas de la computación y la comunicación cuánticas.

El estadounidense Bennett y el canadiense Brassard, físico químico e informático respectivamente, inventaron en los años ochenta la criptografía cuántica, que garantiza la inviolabilidad física de las comunicaciones.

La importancia de su trabajo se hizo patente cuando diez años más tarde el matemático estadounidense Peter Shor descubrió que un hipotético ordenador cuántico convertiría en inservibles los sistemas de criptografía convencional en los que se basan la seguridad y la privacidad de las comunicaciones actuales en internet.

Es decir, cuando exista un auténtico ordenador cuántico, las comunicaciones solo estarán seguras gracias a la criptografía cuántica.

El jurado, presidido por el premio Nobel de Física Theodor Hänsch y cuyo secretario es el físico cuántico español Ignacio Cirac, ha destacado el gran impulso experimentado en los últimos años por las tecnologías cuánticas, que se asienta en gran medida sobre las aportaciones pioneras de los galardonados.

La criptografía cuántica nació como un hallazgo proveniente de la ciencia básica que en unas décadas ha dado lugar a una nueva tecnología ya en el mercado y en pleno auge, explica la Fundación BBVA.

Para crear la criptografía cuántica, Bennett y Brassard aprovecharon uno de los extraños fenómenos que se dan en el mundo cuántico, la superposición, que hace posible que una partícula esté en dos o más lugares a la vez.

La teoría cuántica prevé que si alguien observa la partícula, esta duplicidad desaparece y la partícula aparece en una posición o en la otra. Si esta partícula estuviera siendo transmitida, cualquier intento de 'hackeo' rompería la superposición y los interlocutores lo sabrían al instante.

Bennett y Brassard presentaron esta invención en un trabajo ahora conocido como BB84, por las iniciales de sus autores y año de publicación; se reconoce hoy como la primera aplicación práctica de la ciencia de la información cuántica.

Su importancia no fue reconocida por la comunidad de manera inmediata; una década más tarde la situación cambiaría, gracias al trabajo de Peter Shor.

Shor, catedrático de matemáticas aplicadas en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, descubrió que precisamente el problema irresoluble en que se basa la criptografía clásica, la factorización de grandes números (es decir, su descomposición en números primos), sí estaría al alcance de un hipotético ordenador cuántico.

Shor descubrió que los ordenadores cuánticos podrían factorizar números enteros mucho más rápido que cualquier superordenador, comprometiendo por tanto la seguridad de los sistemas criptográficos.

El “algoritmo de Shor” es uno de los algoritmos cuánticos que constituyen el lenguaje en que hablarán los futuros ordenadores cuánticos.

Según Bennett, “cuando Shor descubrió que si se construyera un ordenador cuántico, sería capaz de derrotar a los actuales sistemas criptográficos, esto estimuló mucho la investigación, ya que los criptógrafos querían desarrollar sistemas más seguros que ni siquiera un ordenador cuántico pudiera romper”.

La criptografía cuántica es actualmente una de las tecnologías cuánticas más avanzadas, con empresas en Europa y EEUU; en China existe ya una conexión entre Beijing y Shanghái que empieza a usarse para aplicaciones comerciales y en 2016 China lanzó un satélite para establecer un enlace experimental con Europa.

Sin embargo, el desarrollo de la computación cuántica es visto por los galardonados como un desafío a largo plazo que “no dará respuesta inmediata a las altas expectativas generadas por los primeros prototipos presentados por grandes empresas tecnológicas”.

“Se tardará entre cinco y diez años en lograr que un ordenador cuántico pueda hacer algo que pueda considerarse mínimamente útil”, como simular reacciones químicas para desarrollar fármacos, señaló Shor en una conexión telefónica, quien recordó que cuando se hizo el primer prototipo de avión “nada se pudo hacer con él” y ahora hay miles.

Para Brassard, el siglo XIX fue la era de la máquina de vapor, el XX la de la información y el XXI será recordado como la era cuántica.

Este premio está dotado con 400 000 euros.