El cifrado que protege las comunicaciones digitales algún día podría ser descifrado por computadoras cuánticas. Apodado ‘Q-day’ ese momento podría alterar la seguridad militar y económica en todo el mundo. Las grandes potencias están corriendo para llegar allí primero.
En febrero, una empresa canadiense de ciberseguridad entregó un pronóstico siniestro al Departamento de Defensa de Estados Unidos. Los secretos de Estados Unidos (en realidad, los secretos de todos) ahora corren el riesgo de quedar expuestos, advirtió el equipo de Quantum Defen5e (QD5).
El vicepresidente ejecutivo de QD5, Tilo Kunz, dijo a funcionarios de la Agencia de Sistemas de Información de Defensa que posiblemente ya en 2025 el mundo llegaría a lo que se ha denominado el “día Q”, el día en que las computadoras cuánticas inutilicen los métodos de cifrado actuales. Máquinas mucho más poderosas que las supercomputadoras más rápidas de la actualidad serían capaces de descifrar los códigos que protegen prácticamente todas las comunicaciones modernas, dijo a la agencia, que tiene la tarea de salvaguardar las comunicaciones del ejército estadounidense.
Mientras tanto, dijo Kunz al panel, se está llevando a cabo un esfuerzo global para saquear datos para que los mensajes interceptados puedan ser decodificados después del día Q en lo que describió como ataques de “cosechar ahora, descifrar después”, según una grabación de la sesión. La agencia se hizo pública más tarde.
Los militares verían sus planes a largo plazo y su recopilación de inteligencia expuestos a los enemigos. A las empresas se les podría robar su propiedad intelectual. Los registros de salud de las personas quedarían al descubierto.
«No somos los únicos que estamos cosechando, no somos los únicos que esperamos descifrar eso en el futuro», dijo Kunz, sin dar nombres. «Todo lo que se envía a través de redes públicas está en riesgo».

«Todo lo que se envía a través de redes públicas está en riesgo». Tilo Kunz, vicepresidente ejecutivo de la firma canadiense de ciberseguridad QD5
Kunz forma parte del creciente coro que hace sonar esta alarma. Muchos ciberexpertos creen que todas las grandes potencias están recaudando dinero antes del Q-Day. Estados Unidos y China, las principales potencias militares del mundo, se acusan mutuamente de recopilar datos a gran escala.
El director de la Oficina Federal de Investigaciones, Christopher Wray, dijo en septiembre que China tenía “un programa de piratería más grande que cualquier otra nación importante combinada”. En un informe de septiembre, la principal agencia de inteligencia civil de China, el Ministerio de Seguridad del Estado, acusó a la Agencia de Seguridad Nacional de Estados Unidos de ataques “sistemáticos” para robar datos chinos.
La Agencia de Seguridad Nacional declinó hacer comentarios sobre la acusación de China.
Hay más en juego que descifrar códigos. Las computadoras cuánticas, que aprovechan las misteriosas propiedades de las partículas subatómicas, prometen ofrecer avances en la ciencia, los armamentos y la industria, dicen los investigadores. (Ver historia relacionada).
Las opiniones están divididas sobre la llegada prevista del día Q, sin duda. Todavía es relativamente temprano para la computación cuántica: hasta ahora, sólo se han construido pequeñas computadoras cuánticas con potencia de procesamiento limitada y vulnerabilidad a errores. Algunos investigadores estiman que el día Q podría acercarse a mediados de siglo.
Nadie sabe quién podría llegar primero. Estados Unidos y China son considerados líderes en este campo; Muchos expertos creen que Estados Unidos todavía tiene una ventaja.
A medida que continúa la carrera por dominar la computación cuántica, se libra una lucha para proteger los datos críticos. Washington y sus aliados están trabajando en nuevos estándares de cifrado conocidos como criptografía poscuántica: esencialmente códigos que son mucho más difíciles de descifrar, incluso para una computadora cuántica. Beijing está tratando de ser pionero en redes de comunicaciones cuánticas, una tecnología teóricamente imposible de piratear, según los investigadores. El científico que encabeza los esfuerzos de Beijing se ha convertido en una celebridad menor en China.

La computación cuántica es radicalmente diferente. Las computadoras convencionales procesan información como bits: 1 o 0, y solo un número a la vez. Las computadoras cuánticas procesan bits cuánticos, o “qubits”, que pueden ser 1, 0 o cualquier número intermedio, todo al mismo tiempo, lo que según los físicos es una forma aproximada de describir un concepto matemático complejo.
Estas computadoras también explotan una misteriosa propiedad de la mecánica cuántica conocida como entrelazamiento. Partículas como fotones o electrones pueden entrelazarse y permanecer conectadas. , incluso cuando están separados por enormes distancias. Los cambios en una partícula se reflejan inmediatamente en la otra. Las propiedades de los qubits y el entrelazamiento son fundamentales para las computadoras cuánticas, dicen físicos e informáticos, y potencialmente permiten realizar cálculos que no serían prácticos en las grandes supercomputadoras actuales.
Los consultores empresariales pronostican que esta potencia de procesamiento generará cientos de miles de millones de dólares en ingresos adicionales para mediados de la próxima década. Incluso antes de que lleguen estas computadoras, algunos predicen que los avances en la tecnología cuántica mejorarán drásticamente el rendimiento de algunos equipos militares.
La tecnología cuántica «probablemente será tan transformadora en el siglo XXI como lo fue el aprovechamiento de la electricidad como recurso en el siglo XIX», dijo Michael Biercuk, fundador y director ejecutivo de Q-CTRL, una empresa de tecnología cuántica establecida en Australia y tiene operaciones importantes en los Estados Unidos.

Descifrar códigos
Fueron las posibilidades de descifrado de códigos de la computación cuántica las que provocaron el aumento del progreso en este campo en las últimas décadas, dijo Biercuk de Q-CTRL, un estadounidense que es profesor de física cuántica en la Universidad de Sydney y ex consultor de los Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de Estados Unidos. Agency, la incubadora de innovación del Pentágono. El gobierno de Estados Unidos lo vio como una “gran oportunidad” en la década de 1990 y desde entonces ha estado financiando investigaciones, dijo.
En su informe para el Pentágono, Kunz de QD5 citó lo que llamó una de las operaciones de recolección ahora/descifrado más exitosas de la historia: el proyecto Venona.
Lanzado en 1943, Venona fue un esfuerzo estadounidense de 37 años para descifrar las comunicaciones diplomáticas soviéticas recopiladas por los estadounidenses durante y después de la Segunda Guerra Mundial. Los descifradores de códigos estadounidenses, con la ayuda de sus aliados, pudieron descifrar más de 2.900 cables de miles de mensajes enviados por las agencias de inteligencia soviéticas entre 1940 y 1948, según documentos de la CIA.

La tecnología cuántica “probablemente será tan transformadora en el siglo XXI como lo fue aprovechar la electricidad como recurso en el siglo XIX”.

Los cables revelaron extensas operaciones de inteligencia comunista contra Estados Unidos y sus aliados. El golpe de descifrado de códigos llevó al descubrimiento de la penetración soviética en el Proyecto Manhattan, el programa ultrasecreto para construir las primeras bombas atómicas, y la existencia de los Cinco de Cambridge, un grupo de altos funcionarios británicos que espiaban para Moscú, la CIA. muestran los documentos.
El gran avance de Occidente fue darse cuenta de que los soviéticos habían hecho un mal uso de los llamados blocs de un solo uso: una forma probada de cifrado en la que se utiliza una clave secreta para codificar un mensaje enviado entre partes. El método recibió su nombre porque en sus primeras formas, las claves se imprimían en un bloc cuyas páginas contenían cada una un código único; la página superior fue arrancada y destruida después de un solo uso. Los soviéticos cometieron un error al imprimir y utilizar páginas duplicadas en blocs de un solo uso durante un tiempo limitado. Esto permitió a los analistas aliados descifrar minuciosamente algunos de los mensajes años después, según los documentos de la CIA.
Para ser verdaderamente irrompible, dicen los expertos en ciberseguridad, una clave de un solo uso debe ser un conjunto de números aleatorios igual o mayor que el tamaño del mensaje y usarse solo una vez. La parte que recibe el mensaje utiliza la misma clave secreta para descifrar el mensaje. El método se inventó hace más de un siglo y durante décadas la mayoría de las grandes potencias lo utilizaron para mensajes secretos. Pero los factores técnicos lo hicieron demasiado difícil de manejar para las comunicaciones masivas y seguras en la era moderna.
En cambio, la mayoría de las comunicaciones actuales están protegidas con lo que se conoce como infraestructura de clave pública (PKI), un sistema desarrollado en la década de 1970 para permitir cifrado a gran escala.
PKI permitió el surgimiento de la economía de Internet y los sistemas de telecomunicaciones abiertos. Las contraseñas de las cuentas de correo electrónico, la banca en línea y las plataformas de mensajería segura dependen de él. PKI también es fundamental para la mayoría de las comunicaciones gubernamentales y de seguridad nacional.
La seguridad proporcionada por PKI surge esencialmente de ocultar información detrás de un problema matemático muy difícil, dijo Biercuk. El algoritmo más utilizado que crea y gestiona ese difícil problema matemático utilizado para el cifrado se conoce como RSA, por las iniciales del apellido de sus inventores: los informáticos y criptógrafos Ron Rivest, Adi Shamir y Leonard Adelman. Lo que puede estar a punto de cambiar es que estos problemas serán muy fáciles de resolver para las computadoras cuánticas.
«Si tienes una computadora para la cual ese problema matemático no es muy difícil», dijo Biercuk, «todo eso está en riesgo».
QD5, con sede en Montreal, la empresa privada donde Kunz es vicepresidente ejecutivo, está adoptando un enfoque diferente hacia la criptografía poscuántica. Ha desarrollado una versión avanzada del dispositivo de un solo uso: un dispositivo, el Q PAD, que, según afirma, los clientes pueden utilizar para realizar comunicaciones en redes existentes que permanecerán indescifrables para siempre. Los funcionarios del Pentágono acribillaron a Kunz y a sus colegas con preguntas técnicas sobre la tecnología en febrero, pero señalaron que la sesión informativa no necesariamente indicaba una intención de comprar el sistema Q PAD.
La Agencia de Sistemas de Información de Defensa no respondió a solicitudes de comentarios.


En una entrevista, Kunz, un exsoldado canadiense, dijo que se enteró por primera vez de las plataformas de un solo uso mientras servía en una unidad de reconocimiento.
«Es muy simple y directo», dijo. “Cada vez que usabas una de esas hojas de papel, tenías que destruirla. Si sólo tienes esas dos claves y sigues las reglas”, un mensaje puede ser interceptado, pero el enemigo “nunca podrá romperlo”.
QD5 ha superado algunas de las limitaciones del pad original de un solo uso, dijo el director de tecnología Gary Swatton. Un obstáculo para el uso masivo del método fue la necesidad de generar suficientes conjuntos de números verdaderamente aleatorios para suministrar cifrado a las redes de comunicaciones modernas. Antes de que surgieran las tecnologías cuánticas, esto requería mucho tiempo y esfuerzo.
Ahora, según los investigadores, chips y hardware semiconductores especialmente diseñados, llamados generadores cuánticos de números aleatorios, pueden explotar la naturaleza verdaderamente aleatoria de las partículas cuánticas subatómicas para generar conjuntos de números en grandes volúmenes. «La tecnología se ha puesto al día y está resolviendo estos problemas», afirmó Swatton.
Otras empresas esperan aprovechar la demanda de mayor seguridad. SandboxAQ de Tarrytown, Nueva York, una filial del propietario de Google, Alphabet, tiene una división para ayudar a los clientes a enfrentar la amenaza de la computación cuántica y aprovechar los beneficios de esta poderosa tecnología. Incluso si falta una década o más para el día Q, “es imperativo que las organizaciones comiencen a prepararse para la migración a la criptografía poscuántica ahora”, dijo Marc Manzano, director general de seguridad cuántica de SandboxAQ.
Algunos anticipan agitación. Skip Sanzeri, fundador y director de operaciones de la empresa de seguridad cuántica QuSecure en San Mateo, California, dice que «toda Internet y los dispositivos conectados a ella» se verán afectados. El Foro Económico Mundial ha estimado que en las próximas dos décadas será necesario actualizar o reemplazar 20 mil millones de dispositivos para cumplir con los estándares de seguridad cuántica.
“Será una mejora de 100.000 millones de dólares o un billón de dólares”, afirma Sanzeri.
Si bien la computación cuántica amenaza con alterar las medidas de seguridad existentes, la física detrás de esta tecnología también podría explotarse para construir redes teóricamente imposibles de piratear.
En una red de comunicaciones cuánticas, los usuarios intercambian una clave o código secreto en partículas subatómicas llamadas fotones, lo que les permite cifrar y descifrar datos. Esto se llama distribución de claves cuánticas o QKD. Es una de las propiedades fundamentales de la mecánica cuántica que puede garantizar comunicaciones seguras. Cualquier intento de monitorear o interferir con estas partículas cuánticas las modifica, explican los físicos. Eso significa que cualquier intento de interceptar las comunicaciones es inmediatamente detectable por los usuarios. Si las partes que se comunican reciben una clave de cifrado intacta, pueden estar seguros de que sus comunicaciones posteriores serán seguras.
En el caso de las redes cuánticas, “nuestra seguridad técnica proviene de las leyes de la física”, dice el físico Gregoire Ribordy, director ejecutivo de ID Quantique (IDQ), una empresa suiza privada que proporciona tecnología de comunicaciones cuánticas. «La interceptación de las comunicaciones simplemente no es posible sin dejar rastro».

La gran apuesta de China
Las comunicaciones cuánticas son un área en la que China está gastando mucho. La tecnología tiene el potencial de salvaguardar las redes de datos de Beijing, incluso si Washington y otros rivales son los primeros en llegar al día Q.
El presidente Xi Jinping destacó el “valor estratégico” de la tecnología cuántica en un discurso de 2020 ante los principales líderes chinos, informó la agencia de noticias oficial Xinhua. Bajo Xi, China ha fijado objetivos claros para dominar la ciencia cuántica. Según algunas estimaciones, está gastando más que cualquier otro país en investigación cuántica. En un informe de abril, McKinsey & La compañía estimó que Beijing había anunciado una financiación acumulada de 15.300 millones de dólares para la investigación cuántica, más del cuádruple de la cifra equivalente de Estados Unidos de 3.700 millones de dólares.
Un impulsor clave de la búsqueda de tecnología cuántica en China es Pan Jianwei, un físico que ha alcanzado el estatus de celebridad en China junto con elogios y apoyo del gobernante Partido Comunista.

Pan, de 53 años, es profesor en la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, el principal centro de investigación cuántica del país. En 2011, fue elegido miembro de la Academia China de Ciencias, un honor otorgado a los científicos que han logrado importantes avances en sus campos.
Pan en entrevistas con los medios ha dicho que quiere hacer de China un líder en tecnología cuántica mientras construye una Internet segura contra ataques cibernéticos. Esto serviría para propósitos estratégicos vitales, dicen los expertos en seguridad. Protegería a los líderes y militares chinos de la piratería, especialmente en un conflicto. Dicen que una Internet fortalecida cuánticamente podría proteger infraestructura vital y la vasta red de vigilancia que el Partido Comunista ha construido para acabar con cualquier desafío a su monopolio del poder.
Pan no respondió a las solicitudes de entrevista.
La carrera de Pan destaca cómo la absorción de tecnología extranjera ha sido crucial para China en los campos tecnológicos cuánticos y otros.
Estudió su doctorado en Viena con el renombrado físico Anton Zeilinger. Zeilinger compartió el Premio Nobel de Física 2022 por su trabajo sobre mecánica cuántica. Posteriormente, Pan se trasladó a la Universidad de Heidelberg, donde todavía mantiene estrechos vínculos, antes de regresar a casa en 2008.
Zeilinger no respondió a una solicitud de comentarios.
De vuelta en China, Pan dirigió un equipo que marcó un hito en 2016 con el lanzamiento de Micius, el primer satélite cuántico del mundo, que se utilizó para establecer enlaces de comunicaciones seguros con estaciones terrestres en China.

Al año siguiente, su equipo e investigadores en Austria utilizaron Micius para celebrar la primera teleconferencia con cifrado cuántico del mundo, conectando Beijing y Viena. Pan también dirigió un equipo que, según se informa, construyó una red terrestre igualmente imposible de piratear en China que une las ciudades de Beijing, Jinan, Shanghai y Hefei. un>
Pan fue uno de los arquitectos de una campaña concertada para enviar científicos chinos a laboratorios cuánticos líderes en todo el mundo, con el objetivo de impulsar el desarrollo nacional cuando estos investigadores regresaran a casa. según un informe de 2019 de Strider Technologies, una startup de inteligencia estratégica con sede en Salt Lake City.
Algunos de esos investigadores, incluido Pan, se beneficiaron de importantes fondos de gobiernos extranjeros mientras estudiaban en el extranjero, según el informe. «En ese sentido, ha sido un gran éxito», dijo el director ejecutivo de Strider Technologies, Greg Levesque, sobre la estrategia china en una entrevista con Reuters. «Pero no sé si lo van a ganar», añadió. «Parece que algunas empresas estadounidenses están dando grandes pasos».
A pesar del aparente liderazgo de China en la financiación oficial, algunos investigadores dicen que Estados Unidos sigue siendo el líder cuántico general gracias a sus innovadores tecnológicos del sector privado, laboratorios gubernamentales, investigadores universitarios y aliados colaboradores. Y Washington está tomando medidas para restringir la inversión estadounidense en las capacidades cuánticas de China.
En agosto, el presidente Joe Biden firmó una orden ejecutiva ordenando al Departamento del Tesoro de EE. UU. que regule las inversiones estadounidenses en computación cuántica, semiconductores y inteligencia artificial. Un anexo a esa orden nombraba a China como país de preocupación, junto con sus regiones administrativas especiales de Hong Kong y Macao. Eso podría llevar a prohibiciones de inversión en la producción china de tecnologías y equipos cuánticos.
El Ministerio de Asuntos Exteriores de China no respondió a una solicitud de comentarios.

Nueva era de seguridad
A nivel mundial, las agencias de seguridad gubernamentales y el sector privado están trabajando en estrategias para vencer a las computadoras cuánticas. En agosto, la Agencia de Seguridad Nacional de Estados Unidos y otras agencias instaron al público y a las empresas a adoptar nuevas medidas para salvaguardar sus comunicaciones con criptografía poscuántica.
Después de una evaluación exhaustiva, el año pasado el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de EE. UU. seleccionó cuatro algoritmos de la denominada criptografía poscuántica (PQC), nuevos estándares de cifrado que, según algunos expertos cibernéticos, proporcionarán seguridad a largo plazo. . Se espera que las agencias gubernamentales de Estados Unidos el próximo año emitan un nuevo estándar para la criptografía poscuántica, reveló Biden en un memorando de mayo. El NIST dijo en agosto que está trabajando para estandarizar estos algoritmos, el último paso antes de que estas herramientas estén ampliamente disponibles para que las organizaciones actualicen su cifrado.
Manzano de SandboxAQ dijo que su compañía está trabajando con algunas de las empresas y agencias gubernamentales más grandes del mundo para integrar los próximos algoritmos de criptografía PQC en sus sistemas. Sanzeri dijo que QuSecure también está trabajando con clientes gubernamentales y privados para actualizar a PQC.
No todo el mundo está de acuerdo en que los nuevos algoritmos ofrecerán una seguridad fiable. Kunz dijo a Reuters que eventualmente los nuevos cifrados podrían verse comprometidos a medida que mejoren las computadoras cuánticas. «El problema es que el PQC no es irrompible», afirmó. «No resuelve el problema de la cosecha ahora, descifra el problema más adelante».
Ribordy de IDQ dijo que las computadoras clásicas de hoy también podrían descifrar estos nuevos códigos. Los complejos problemas matemáticos que constituyen el núcleo del PQC son “tan nuevos” que no se han estudiado en profundidad, señaló.
Un portavoz del NIST dijo que la agencia “tiene confianza en la seguridad de los algoritmos PQC seleccionados para la estandarización, (o) de lo contrario no los estaríamos estandarizando. Los algoritmos han sido estudiados por expertos y han pasado por un intenso proceso de evaluación”. Añadió que no era inevitable ni siquiera una «suposición segura» que se romperían.
La Agencia de Seguridad Nacional se negó a comentar sobre los algoritmos PQC, remitiendo a Reuters a información en su sitio web sobre computación cuántica y criptografía poscuántica. .
Mientras tanto, un desafío para los guardianes de los secretos digitales es que cada vez que llega el día Q, es poco probable que los descifradores de códigos cuánticos anuncien su avance. En cambio, es probable que guarden silencio para poder explotar la ventaja el mayor tiempo posible.
«No necesariamente sabremos» cuándo se descifran los códigos, dijo Kunz al panel del Pentágono. «Probablemente lo descubriremos por las malas», afirmó. «Pero lo que podemos esperar es que se rompan».


