Probablemente lo haga todos los días sin pensarlo dos veces: compre en línea con su tarjeta de crédito, instale una actualización en su teléfono o envíe un archivo confidencial a un colega de trabajo. Pero, ¿cómo puede estar seguro de que sus cuentas no serán pirateadas o de que la actualización no es malware?

La respuesta son los protocolos de seguridad de Internet, que protegen miles de millones de transacciones y comunicaciones cada día. Los métodos de cifrado modernos emplean algoritmos demasiado difíciles de descifrar para que las computadoras convencionales los puedan descifrar. Incluso la supercomputadora más poderosa podría pasar millones de años haciendo conjeturas antes de dar con la clave de acceso correcta.

Pero un nuevo dispositivo llamado computadora cuántica podría descifrar el código en minutos. Explotando las propiedades de la mecánica cuántica para avances sin precedentes en la potencia de procesamiento, estas máquinas tienen el potencial de ayudar a los científicos a descubrir medicamentos de gran éxito o diseñar baterías de alta eficiencia. Sin embargo, en manos de sindicatos del crimen o piratas informáticos patrocinados por el estado, podrían destrozar los cimientos de la seguridad digital. Aunque las computadoras cuánticas aún no están lo suficientemente disponibles como para romper los estándares criptográficos, la carrera está en marcha para fortalecer las defensas en todo el mundo.

"Nos enfrentamos a una amenaza verdaderamente existencial para el comercio global", dice Ed McLaughlin, presidente y director de tecnología de Mastercard. "Queremos liderar la innovación para proteger a las compañías y los clientes en todas partes".

Así pues, en 2021, Mastercard lanzó su proyecto de Seguridad y Comunicaciones Cuánticas, modelando nuevos métodos de cifrado resistentes a los ataques cuánticos. Los resultados informarán directamente los futuros diseños de red a medida que los ingenieros identifiquen vulnerabilidades y prueben actualizaciones. 

Las computadoras cuánticas, como las computadoras tradicionales, se basan en fenómenos físicos para codificar información como cadenas de unos y ceros. En su computadora portátil, la entidad física es la corriente eléctrica, que puede estar apagada o encendida: 0 o 1. Una computadora cuántica emplea qubits, partículas subatómicas que fueron aisladas en circuitos especializados o cámaras de vacío. Al igual que los circuitos de una computadora tradicional, los qubits se limitan a dos estados distintos (por ejemplo, la dirección del espín de un electrón o la polarización de un fotón).

Pero, aquí es donde comienza a poner extraño, los qubits se pueden poner en superposición, lo que significa que ocupan ambos estados a la vez, hasta que se observan, momento en el que colapsan en un solo resultado. (¿Recuerdas al gato de Schrödinger, vivo y muerto al mismo tiempo?) Esta dimensión adicional permite que las computadoras cuánticas evoquen todas las soluciones posibles a un problema simultáneamente.

La mecánica cuántica también otorga a los qubits un multiplicador de fuerza, y es aún más extraño: los qubits pueden enredar, lo que significa que sus estados se correlacionan, ya sea siempre coincidentes o siempre opuestos. No importa qué tan lejos estén, los cambios en un qubit entrelazado afectan instantáneamente a los demás, y observar uno confirma el estado de sus contrapartes.

Estas dos propiedades, superposición y entrelazamiento, otorgan a las computadoras cuánticas exponencialmente más potencia de la que pueden reunir las supercomputadoras más avanzadas de la actualidad. Los cúbits entrelazados en superposición registran todas las combinaciones posibles de sus estados, por lo que cada cúbit adicional duplica la capacidad de datos: dos cúbits almacenan cuatro valores, tres cúbits almacenan ocho y 50 almacenan más de un cuatrillón.

"Eso es lo que los hace más poderosos, que van más allá de las formas convencionales de procesar datos", dice George Maddaloni, quien monitorear el equipo de Operaciones, Red y Experiencia Digital de los Empleados en Mastercard y está liderando el enfoque de la compañía para preparar su red para el futuro contra las amenazas cuánticas.

“En los próximos 15 años, estas computadoras podrían desbaratar los cimientos de la infraestructura global de ciberseguridad.”