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XII Premios Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento

Ciencias Básicas: Charles Bennett, Gilles Brassard y Peter Shor

El jurado destaca sus «contribuciones sobresalientes a las áreas de computación y comunicación cuánticas»

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EL CORREO

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«Su trabajo abarca múltiples disciplinas y aúna conceptos de matemáticas, física y ciencias de la computación»

Las tecnologías cuánticas están llamadas a transformar, a medio plazo, la sociedad tal como la conocemos a día de hoy. Cuando eso ocurra, los nombres de Charles Bennett, Gilles Brassard y Peter Shor serán recordados como los pioneros que pusieron las bases sobre las que se edificó este sistema que está en pleno auge. Los dos primeros inventaron en 1984 la criptografía cuántica, que garantiza la inviolabilidad física de las comunicaciones, mientras que Shor descubrió diez años después que los ordenadores cuánticos podrían factorizar números enteros mucho más rápido que cualquier superordenador, comprometiendo por tanto la seguridad de los actuales sistemas criptográficos. Estas aportaciones les valieron en 2019 el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Ciencias Básicas. Su trabajo “abarca múltiples disciplinas y aúna conceptos de matemáticas, física y ciencias de la computación. Sus ideas están jugando un papel clave en el desarrollo de las tecnologías cuánticas para la comunicación y la computación”, señala el acta del jurado.

CHARLES BENNETT: “ESTE TIPO DE INVESTIGACIONES NECESITA DE UN APOYO CONSTANTE”

El físico Charles Bennett (Nueva York, 1943) publicó junto con Brassard la primera aplicación práctica de la ciencia de la información cuántica. Este trabajo, conocido como BB84 por las iniciales de sus autores y el año de publicación, mostró que “este tipo de información se altera al observarla y no se puede copiar. De ahí que se pueda utilizar para la criptografía y la comunicación entre muchas partes que quizás no confían entre sí pero que desean cooperar al mismo tiempo que mantienen la privacidad de los mensajes”. En otras palabras, abría la puerta a la protección total de las comunicaciones.

Preguntado sobre el anuncio de grandes corporaciones tecnológicas de la creación de los primeros ordenadores cuánticos, Bennett asegura que los problemas a resolver para que sean tan fiables como las computadoras actuales son “extremadamente abrumadores, pero probablemente no sean insolubles”. El experto advierte de que el desarrollo de esta tecnología requiere tiempo, por lo que confía en que “el apoyo continúe de manera constante sin esperar resultados inmediatos, aunque eventualmente sí los habrá”.

En este sentido, con el objetivo puesto en ir descubriendo posibles aplicaciones prácticas, aboga por incorporar los principios básicos de la mecánica cuántica en la educación general. “Espero que la criptografía cuántica y la computación cuántica en general formen parte de lo que se espera que toda persona educada conozca, como el hecho de que la materia está compuesta de átomos y que la Tierra es redonda”, afirma.

GILLES BRASSARD: “EL FUTURO DE LA CRIPTOGRAFÍA CUÁNTICA DEPENDERÁ DE LA IMPORTANCIA QUE SE LE DÉ A LA PRIVACIDAD”

Este informático (Montreal, 1955) recuerda que “la criptografía cuántica es la única forma que permite la transmisión de información estrictamente e incondicionalmente confidencial de manera comprobable entre dos partes que previamente no comparten una clave secreta muy larga. Ahora bien ¿realmente la necesitamos? ¿Quién necesita ese nivel de seguridad?”. Esta explicación le sirve para reflexionar sobre la privacidad, un concepto que las redes sociales han devaluado pero que está íntimamente ligada al desarrollo de esta tecnología de seguridad. “El futuro de la criptografía cuántica dependerá de la percepción que tengan las personas de la privacidad, de cuán importante sea para ellas”, sentencia.

Y es que esta forma de proteger la información será la única barrera eficaz frente a los riesgos que representarán los ordenadores cuánticos para la estructura actual de Internet. Gilles Brassard hace un llamamiento para tomarse en serio la protección de la privacidad mediante la criptografía cuántica. Como por ejemplo está haciendo China, que dispone ya de una ‘columna vertebral’ de 2.000 kilómetros que une Beijing y Shangai con un enlace criptográfico cuántico. “En China, la criptografía cuántica es completamente real. ¿Cuándo le seguirá el resto del mundo? O la pregunta es, ¿lo hará? No lo sé”.

PETER SHOR: “LOS ORDENADORES CUÁNTICOS FACILITARÁN EL DESCUBRIMIENTO DE NUEVOS MEDICAMENTOS”

El algoritmo que lleva el apellido de este matemático nacido en Nueva York en 1959 puso patas arriba la seguridad de los sistemas criptográficos. Shor decidió analizar el algoritmo de Daniel Simon, que ya había demostrado la mayor rapidez de los ordenadores cuánticos respecto a los tradicionales. Sus investigaciones desvelaron que la factorización de grandes números, aquellos que protegen toda la información en Internet, estaba al alcance de una computadora cuántica. “Cuando anuncié por primera vez el algoritmo de factorización, todos pensaron que aunque era un algoritmo importante nunca sería práctico porque no se podían corregir los errores en los ordenadores cuánticos debido a que, según las leyes de la mecánica cuántica, en el momento que intentas medir un sistema cuántico, lo perturbas”. Lo que aún ignoraban los científicos más escépticos es que el tercer galardonado con el premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Ciencias Básicas también había descubierto que se podía solucionar el error y, al mismo tiempo, preservar el cálculo.

En definitiva, como reconoce el propio Charles Bennett, este descubrimiento “estimuló mucho la investigación, ya que los criptógrafos querían desarrollar sistemas más seguros que ni siquiera un ordenador cuántico pudiera romper. Y al mismo tiempo, empezó a interesar la idea de desarrollar ordenadores cuánticos para averiguar qué utilidad podrían tener, aparte de descifrar códigos”.

Las potencialidades de los ordenadores cuánticos, según Peter Shor, son “múltiples”. Una de las más prometedoras y que podría acarrear muchos beneficios para la humanidad, tiene que ver con la industria farmacéutica. Para el experto, esta tecnología ayudaría a las empresas a “descubrir nuevos medicamentos con mucha mayor facilidad o analizar los diversos procesos moleculares que ocurren en reacciones químicas y manipularlos mucho mejor”.