En seguras habitaciones cubiertas de metal contra fugas electromagnéticas, la Agencia de Seguridad Nacional está trabajando de prisa para construir un equipo que podría romper casi todo tipo de cifrado (claves de seguridad) que se utiliza para proteger la banca, medicina, comercios, registros gubernamentales o cuentas personales de todo el mundo.
Según la documentación presentada por el ex contratista de la NSA Edward Snowden, el esfuerzo por construir "una útil computadora encriptada cuántica" - una máquina exponencialmente más rápida que los computadores clásicos.
El desarrollo de una computadora cuántica ha sido durante mucho tiempo una meta de muchos en la comunidad científica, con implicaciones revolucionarias para campos como la medicina, así como para la misión para romper códigos de la NSA. Con esta tecnología, todas las formas actuales de cifrado de clave pública se romperían, incluidos los utilizados en muchos sitios web seguros, así como el tipo usado para proteger secretos de Estado.
Los físicos y los científicos de la computación han especulado mucho sobre si los esfuerzos de la NSA son más avanzados que los de los mejores laboratorios de civiles. Aunque el alcance de la investigación de la agencia sigue siendo desconocida, los documentos aportados por Snowden sugieren que la NSA no está más cerca del éxito que otros en la comunidad científica.
Seth Lloyd, profesor del MIT de ingeniería mecánica cuántica, dijo que el foco de la NSA no está fuera de lugar. "La E.U. y Suiza han logrado avances significativos en la última década y han alcanzado a los EE.UU. en la tecnología de la computación cuántica ", dijo.
Los documentos, sin embargo, indican que la agencia lleva a cabo parte de su investigación en habitaciones grandes, blindadas conocidas como jaulas de Faraday, que están diseñadas para evitar que la energía electromagnética pueda entrar o salir. De acuerdo con una descripción breve, esto se requiere "para mantener delicados experimentos de computación cuántica en marcha."
El principio básico en la computación cuántica es conocido como " superposición cuántica ", la idea de que existe un objeto de forma simultánea en todos los estados. Un computador clásico utiliza los bits binarios, que son o bien ceros o unos. Una computadora cuántica utiliza bits cuánticos, o qubits, que son simultáneamente cero y uno.
Esta aparente imposibilidad es parte del misterio que yace en el corazón de la teoría cuántica, que incluso los físicos teóricos dicen que nadie entiende por completo.
“Si usted piensa que entiende la mecánica cuántica, es que no entiende la mecánica cuántica ", dijo el fallecido premio Nobel Richard Feynman, que es ampliamente considerado como el pionero en computación cuántica.
Así es como funciona, en teoría: Mientras que un computador clásico rápido, debe hacer un cálculo a la vez, una computadora cuántica a veces puede evitar tener que hacer cálculos que no son necesarias para resolver un problema. Esto permite a su caso la respuesta correcta mucho más rápida y eficiente.
La computación cuántica es difícil de lograr debido a la fragilidad de este tipo de equipos. En teoría, los componentes básicos de un computador podrían figurar los átomos individuales, fotones o electrones. Para mantener la naturaleza cuántica de la computadora, tendrían que ser cuidadosamente aislados de sus entornos externos estas partículas.
Una computadora cuántica de trabajo abriría la puerta a romper fácilmente las herramientas de cifrado más potentes en uso hoy en día , incluyendo un estándar conocido como RSA , llamado así por las iníciales de sus creadores. RSA codifica las comunicaciones, haciéndolas ilegibles para cualquier persona, menos el destinatario, quien la puede leer sin que sea necesario el uso de una contraseña compartida. Es comúnmente usado en los navegadores web para proteger las transacciones financieras y en los e- mails encriptados ¬. RSA se utiliza debido a la dificultad de factorizar el producto de dos números primos grandes. Romper el cifrado consiste en encontrar esos dos números. Esto no puede hacerse en un plazo de tiempo razonable en un computador clásico.
En el 2009, científicos de la computación que utilizaron métodos clásicos fueron capaces de descubrir los números primos dentro de un número de 768 bits, pero tardó casi dos años y cientos de computadores. Los científicos estiman que se necesitarían 1.000 veces más tiempo para romper una clave de cifrado de 1024 bits, que se utiliza comúnmente para las transacciones en línea.
Una computadora cuántica a gran escala, sin embargo, en teoría, podría romper un cifrado de 1024 bits mucho más rápido. Algunas empresas líderes de Internet se están moviendo para llaves 2048 bits, pero incluso los que se cree que son vulnerables a descifrado rápido con un computador cuántico.
Las computadoras cuánticas tienen muchas aplicaciones para la comunidad científica de hoy, incluyendo la creación de inteligencia artificial. Pero la NSA teme las consecuencias para la seguridad nacional.
"La aplicación de las tecnologías cuánticas de los algoritmos de cifrado amenaza con impactar dramáticamente la capacidad del gobierno de los EE.UU. tanto para proteger sus comunicaciones y espiar las comunicaciones de gobiernos extranjeros ", según un documento interno proporcionado por Snowden.
Los expertos no están seguros de qué tan pronto un computador cuántico sería factible. Hace una década, algunos expertos dijeron que el desarrollo de una computadora cuántica grande era probablemente de 10 a 100 años en el futuro. Hace cinco años, Lloyd dijo que el objetivo era al menos 10 años de distancia.
El año pasado, Jeff Forshaw, profesor de la Universidad de Manchester, dijo al diario británico The Guardian, " Es probablemente demasiado pronto para especular sobre cuándo se construirá la primera computadora cuántica a gran escala, pero el progreso reciente indica que hay muchas razones para ser optimista”.
Algunas empresas, afirman que ya estar produciendo los computadores cuánticos pequeños. Una empresa canadiense, Sistemas de D -Wave , dice que ha estado haciendo las computadoras cuánticas desde 2009. En 2012, se vendió una versión de US $ 10 millones para Google , la NASA y la Universities Space Research Association , según informes de prensa .
Esa computadora cuántica, sin embargo, nunca sería útil para romper el cifrado de claves públicas como RSA.
"Incluso si todo lo que están diciendo es correcto, ese equipo, por su diseño, no puede leer el algoritmo de runShor ", dijo Matthew Green , profesor de investigación en el Instituto de la Universidad Johns Hopkins de Información de Seguridad , en referencia a que el algoritmo que podría ser utilizado para romper el cifrado como RSA.
Los expertos creen que uno de los mayores obstáculos para romper el cifrado con un computador cuántico es la construcción de un equipo con suficientes qubits , que es difícil dado el estado muy frágil de los computadores cuánticos. A finales de septiembre, la NSA espera que sea capaz de tener algunos bloques de construcción, que se describe en un documento como " desacoplamiento dinámico y control cuántico completo, dos qubits semiconductores. "
"Eso es un gran paso, pero es un paso muy pequeño en el camino hacia la construcción de una computadora cuántica a gran escala", dijo Lloyd.
El presupuesto para el Programa Nacional de Inteligencia, comúnmente conocido como el "presupuesto negro ", detalla los "Objetivos de Penetración de disco duro" del proyecto y señaló que este paso " permitirá a la escala inicial para grandes sistemas en conexión y seguimiento de los esfuerzos. "
Otro proyecto, llamado " Ser propietario de la Red", es el uso de la investigación cuántica para apoyar la creación de los ataques basados en cuántica sobre cifrados como RSA, muestran los documentos.
"La ironía de la computación cuántica es que si se puede imaginar a alguien construir un computador cuántico que puede romper el cifrado de un par de décadas en el futuro, entonces usted necesita estar preocupado en este momento”, dijo Lidar .
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