Cada vez que compras en línea con tu tarjeta de crédito, instalas una actualización en tu teléfono o envías un archivo confidencial a un colega de trabajo, los protocolos de seguridad de Internet ayudan a mantener tus datos seguros. Estos sistemas de cifrado protegen miles de millones de transacciones y comunicaciones todos los días, empleando algoritmos demasiado difíciles de romper para las computadoras convencionales. Incluso un pirata informático que empuña la supercomputadora más poderosa necesitaría millones de años para aterrizar en la clave de acceso correcta.

Pero con un nuevo dispositivo llamado computadora cuántica, podrían descifrar el código en cuestión de horas. Si bien estas máquinas tienen el potencial de ayudar a los científicos a descubrir medicamentos revolucionarios o a diseñar baterías de alta eficiencia, también podrían permitir que organizaciones criminales o piratas informáticos patrocinados por estados destruyan los cimientos de la seguridad digital.

Aunque las computadoras cuánticas no son un peligro inmediato, la amenaza es real y va en aumento. La decisión inteligente es preparar ahora, no entrar en pánico más tarde.

Las computadoras cuánticas son un nuevo tipo de tecnología que emplea los principios de la física cuántica para abordar problemas que son extremadamente difíciles —o incluso imposibles— de resolver para las computadoras actuales. Al igual que las computadoras tradicionales, almacenan información empleando bits, que generalmente se representan como 0 y 1.

En una computadora convencional, estos bits se crean empleando señales eléctricas que están encendidas o apagadas. Sin embargo, las computadoras cuánticas emplean partículas diminutas llamadas qubits. Gracias a una propiedad cuántica llamada superposición, los qubits pueden estar en una mezcla de 0 y 1 al mismo tiempo. Esto permite a las computadoras cuánticas explorar muchas soluciones posibles a la vez, en lugar de una por una.

La computación cuántica es poderosa porque funciona de una manera completamente diferente a las computadoras convencionales. Los qubits pueden representar múltiples posibilidades a la vez, lo que significa que una computadora cuántica puede procesar una gran cantidad de soluciones potenciales simultáneamente.

Esto conduce a un crecimiento exponencial en la potencia informática: cada nuevo qubit duplica la cantidad de estados que la computadora puede manejar. Por ejemplo, dos cúbits pueden representar cuatro combinaciones, tres cúbits pueden representar ocho y 50 cúbits pueden representar más de un cuatrillón de combinaciones. Esto hace que las computadoras cuánticas sean especialmente prometedoras para tareas como simular moléculas, descifrar el cifrado o resolver problemas complejos de optimización.

El peligro de la computación cuántica es que podría romper los sistemas de encriptación que protegen nuestro mundo digital, incluida la banca en línea, los emails y los sitios web seguros. La información confidencial quedaría expuesta, los sistemas financieros comprometidos y la columna vertebral digital de industrias enteras socavada.

El cifrado funciona transformando la información confidencial en un formato ilegible para cualquiera que no posea la clave, un código para codificar y descifrar los datos. Muchos de los algoritmos de cifrado actuales se basan en funciones unidireccionales, que son mucho más simples de calcular en una dirección que en la inversa. Por ejemplo, las computadoras pueden multiplicar dos números primos de 40 dígitos en una fracción de segundo, pero se necesitaría una cantidad astronómica de conjeturas de fuerza bruta para determinar los factores del resultado. Esta dificultad forma la base de la seguridad digital: una vez que estos algoritmos cifran las cadenas de números que usan las computadoras para representar información, revertir la operación es casi imposible sin la clave.

Sin embargo, al probar un gran número de posibles soluciones simultáneamente, las computadoras cuánticas podrían romper esta barrera matemática, especialmente con la ayuda de algoritmos que hacen que el proceso sea más eficiente (pero aún requiere demasiado tiempo para una computadora tradicional). Mientras que una supercomputadora podría necesitar millones de años para romper un criptosistema moderno, una computadora cuántica con 20 millones de qubits podría hacer el trabajo en ocho horas.

El algoritmo de Shor, desarrollado por Peter Shor en 1994, permite que una computadora cuántica factorice grandes números exponencialmente más rápido que las computadoras tradicionales, lo que rompería la base matemática de los sistemas de cifrado como RSA, que se usa ampliamente para la seguridad digital. 

Según los expertos, la computación cuántica no supondrá una amenaza para la criptografía durante al menos 10 o 20 años. Estas computadoras son difíciles de construir y de hacer funcionar. Los modelos actuales contienen como máximo 1.000 qubits, sin una vía clara para escalar a las cantidades necesarias para descifrar los sistemas de cifrado actuales.

Sin embargo, como ocurre con cualquier tecnología emergente, los avances pueden ser inminentes. Los gobiernos y las grandes compañías están apoyando la búsqueda para construir computadoras cuánticas a gran escala, y siguen apareciendo mejoras. 

La computación cuántica no es una amenaza hoy en día, pero los malos actores podrían usar métodos convencionales para recopilar datos en previsión de una computadora cuántica capaz. En una estrategia llamada "cosechar ahora, descifrar después" (HNDL), los atacantes ya pueden estar robando información cifrada para decodificarla cuando las computadoras cuánticas a gran escala estén ampliamente disponibles.