La física cuántica permite una computación en nube segura

Un equipo internacional de investigadores ha logrado combinar el poder de la computación cuántica con la seguridad de la criptografía cuántica, demostrando que se puede conseguir una computación en nube muy segura utilizando los principios de la mecánica cuántica. Concretamente, el equipo ha realizado una demostración experimental de la computación cuántica, en la que el input, el procesamiento de datos, y el output siguen siendo desconocidos para el ordenador cuántico.

   Se espera que los ordenadores cuánticos desempeñen un papel importante en el procesamiento de información en el futuro, ya que pueden superar a los ordenadores clásicos en muchas tareas. Teniendo en cuenta los desafíos inherentes a la construcción de los dispositivos cuánticos, es concebible que el futuro de las capacidades de la informática cuántica sólo exista en ciertas instalaciones especializadas -al igual que ocurre con los superordenadores actuales. Así, los usuarios podrían interactuar con estos servicios especializados con el fin de externalizar sus cálculos cuánticos.

   Este escenario sigue la tendencia actual de la computación en nube: los servidores remotos centrales se utilizan para almacenar y procesar datos -todo se lleva a cabo en la nube. El desafío evidente es el de hacer que la informática globalizada sea segura, y garantizar que los datos de los usuarios se mantengan privados.

   Esta última investigación, publicada en ‘Science’, revela que las computadoras cuánticas pueden resolver este desafío. “La física cuántica resuelve uno de los principales retos en la computación distribuida, preservando la privacidad de los datos cuando los usuarios interactúan con los centros de informática a distancia”, ha explicado Stefanie Barz, autora principal del estudio.

   Esta ventaja fundamental de los ordenadores cuánticos permite a un usuario, que no tiene ningún poder de computación cuántica, acceder a un servidor cuántico, garantizando al mismo tiempo la seguridad de sus datos. El servidor realiza los cálculos cuánticos, pero no tiene medios para averiguar lo que el usuario está haciendo -una funcionalidad no alcanzable en la informática clásica.

   Los científicos del grupo de investigación han demostrado el concepto de “computación cuántica a ciegas” en un experimento, llevando a cabo la primera computación cuántica conocida en la que los datos del usuario quedan perfectamente codificados. La demostración experimental utilizó fotones, o “partículas de luz” para codificar los datos, ya que los sistemas fotónicos son muy adecuados para esta tarea, puesto que las operaciones de computación cuántica se pueden realizar en ellos, y ser luego transmitidas a grandes distancias.

   El proceso funciona de la siguiente manera: el usuario prepara qubits -las unidades fundamentales de los ordenadores cuánticos- en un estado que sólo él conoce, y envía estos qubits al ordenador cuántico; el ordenador cuántico dispone entonces los qubits de acuerdo con un esquema estándar – el tratamiento de la información cuántica es implementado por medidas simples de qubits.

   Entonces, el usuario confecciona las instrucciones de medición para el estado particular de cada qubit y los envía al servidor cuántico. Finalmente, los resultados de los cálculos se envían de vuelta al usuario, el cual puede interpretar y utilizar los resultados del cálculo. Incluso si el ordenador cuántico, o un espía, intenta leer los qubits, no obtendrían información útil sin conocer el estado inicial.

Fuente

Acerca de A. Arrieta

Físico egresado de la Universidad de Córdoba con sede en la Ciudad de Montería. Magister en Física de la Universidad Nacional de Colombia con sede en la ciudad de Medellín. Docente del Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) y docente adscrito a la Secretaría de Educación de Medellín. "Amarrar el conocimiento no te hace más sabio, en cambio compartirlo te hace más útil a la sociedad, trascender y no morir para siempre"
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