Definición de Criptografía cuántica
(Quantum Cryptography, Cifrado cuántico). La criptografía cuántica es una rama de la criptografía que utiliza principios fundamentales de la mecánica cuántica para garantizar la confidencialidad y seguridad de la información transmitida. A diferencia de la criptografía tradicional, que depende de la dificultad computacional de ciertos problemas matemáticos, la criptografía cuántica se apoya en leyes físicas inquebrantables, como el principio de incertidumbre de Heisenberg y el teorema de no-clonación.
El método más conocido de criptografía cuántica es la distribución de claves cuánticas (QKD, por sus siglas en inglés), siendo el protocolo BB84 uno de los más utilizados. En este proceso, dos partes pueden generar y compartir una clave secreta utilizando fotones polarizados. Si un tercero intenta interceptar la clave, la naturaleza cuántica de los fotones provoca una alteración detectable, alertando a las partes sobre la posible intrusión.
Ejemplo: Si Alice y Bob desean intercambiar información confidencial, pueden usar QKD para generar una clave secreta. Si Eve intenta espiar el canal, la presencia de Eve será detectada inmediatamente debido a las perturbaciones cuánticas que introduce.
La seguridad de la criptografía cuántica es teóricamente absoluta, ya que cualquier intento de interceptar la información modifica el estado cuántico de los datos, lo que permite detectar la intrusión. Esto contrasta con los sistemas clásicos, que pueden ser vulnerados si se dispone de suficiente capacidad de cómputo, especialmente ante la amenaza de la computación cuántica.
Ventajas de la criptografía cuántica
- Seguridad basada en leyes físicas: Su fortaleza radica en principios cuánticos, no en supuestos matemáticos.
- Detección de intrusiones: Cualquier intento de espionaje es detectable de inmediato.
- Resistencia a la computación cuántica: A diferencia de la criptografía clásica, no puede ser vulnerada por ordenadores cuánticos.
Desventajas de la criptografía cuántica
- Costos elevados: La implementación requiere equipos especializados, como emisores y detectores de fotones, lo que encarece su adopción.
- Limitaciones de distancia: La transmisión cuántica por fibra óptica sufre atenuación, limitando la distancia sin repetidores cuánticos.
- Vulnerabilidades prácticas: Aunque los principios son inviolables, los sistemas pueden tener fallos en hardware o software que comprometan la seguridad.
- Infraestructura limitada: Actualmente, su uso está restringido a aplicaciones específicas y entornos controlados.
Comparación con la criptografía clásica
La criptografía clásica, como RSA o AES, depende de problemas matemáticos difíciles de resolver, como la factorización de números grandes. Sin embargo, el desarrollo de la computación cuántica amenaza con romper estos sistemas. La criptografía cuántica, en cambio, permanece segura incluso ante ordenadores cuánticos, ya que se basa en leyes físicas.
Ejemplos de uso de la criptografía cuántica
- Banca: Protección de transacciones y comunicaciones financieras.
- Defensa y gobierno: Salvaguarda de información clasificada y comunicaciones estratégicas.
- Infraestructuras críticas: Seguridad en redes eléctricas y sistemas de control industrial.
- Investigación médica: Protección de datos sensibles en salud.
Desarrollos y futuro de la criptografía cuántica
Actualmente, los investigadores trabajan en repetidores cuánticos para ampliar las distancias de transmisión y en dispositivos más compactos y económicos. Empresas y gobiernos están invirtiendo en redes cuánticas metropolitanas y satélites de comunicación cuántica, como el satélite chino Micius, que ha demostrado la viabilidad de la criptografía cuántica a larga distancia.
Resumen: Criptografía cuántica
La criptografía cuántica es una tecnología avanzada que utiliza la mecánica cuántica para crear claves secretas imposibles de interceptar sin ser detectado. Ofrece un nivel de seguridad mucho mayor que los métodos tradicionales, pero su alto costo y complejidad limitan su uso a ámbitos muy sensibles y especializados.
¿Cómo funciona la criptografía cuántica?
Emplea fenómenos como el entrelazamiento cuántico y el teorema de no-clonación para garantizar la confidencialidad. Por ejemplo, mediante la transmisión de fotones polarizados, cualquier intento de copiar la información altera su estado, evidenciando la presencia de un espía.
¿Qué ventajas tiene la criptografía cuántica en comparación con la criptografía clásica?
- Seguridad inquebrantable basada en leyes físicas.
- Detección inmediata de cualquier intento de interceptación.
- Protección frente a ataques de computadoras cuánticas.
¿Cómo puede la criptografía cuántica utilizarse para mejorar la seguridad de las comunicaciones?
Permite asegurar comunicaciones críticas, como las militares, financieras o gubernamentales, garantizando que cualquier intento de espionaje sea detectado y la información permanezca confidencial.
¿Qué desventajas tiene la criptografía cuántica?
- Altos costos de implementación y mantenimiento.
- Limitaciones técnicas, como la distancia de transmisión.
- Complejidad tecnológica y necesidad de infraestructuras especializadas.
¿En qué áreas se está utilizando actualmente la criptografía cuántica?
Se aplica principalmente en banca, defensa, comunicaciones gubernamentales y experimentos de redes cuánticas. Se investiga su uso en sectores como la salud y la industria manufacturera para proteger datos sensibles.
¿Cómo se está desarrollando la tecnología de la criptografía cuántica para hacerla más accesible?
Los avances se centran en reducir costos, miniaturizar dispositivos y desarrollar repetidores cuánticos que permitan conexiones a mayor distancia. El objetivo es democratizar el acceso a la criptografía cuántica y facilitar su integración en infraestructuras de comunicación globales.
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Autor: Leandro Alegsa
Actualizado: 11-07-2025
¿Cómo citar este artículo?
Alegsa, Leandro. (2025). Definición de Criptografía cuántica. Recuperado de https://www.alegsa.com.ar/Dic/criptografia_cuantica.php
