Tendencias científicas: Cómo falsificar dinero cuántico

Las tecnologías cuánticas atraen en gran medida la atención de científicos y tecnólogos. Según se vayan aplicando sus principios teóricos, estas tecnologías podrían cambiar la sociedad en los próximos decenios.

La tecnología del mañana

Tal y como se menciona en la edición de esta semana de la revista «The Economist»: «Un gorro de ducha que puede vigilar neuronas concretas y permitir que terceros observen la mente del que lo porta. Un sensor capaz de descubrir submarinos nucleares ocultos. Un ordenador capaz de descubrir fármacos nuevos, revolucionar el mercado de valores y diseñar materiales nuevos. Una red mundial de nodos de comunicación cuya seguridad está garantizada por leyes físicas inviolables. La tecnología cuántica ofrece todo esto y mucho más ».

La Unión Europea también se ha sumado a la fiesta cuántica con una financiación de 550 millones de euros aportados a través de Horizonte 2020 para garantizar que Europa siga siendo un peso pesado en la investigación cuántica mundial. Para obtener más información sobre el trabajo de la UE en este sentido, consulte el Results Pack de CORDIS sobre tecnologías cuánticas.

Es más, al igual que ocurre con toda tecnología en desarrollo, los científicos deberán ahondar en lo que funciona y buscar soluciones para lo que no. Precisamente esto es lo que ha hecho un equipo de científicos checos y polacos mediante el desarrollo de lo que debería ser —en teoría— «dinero cuántico» ultraseguro, pero en el que al momento descubrieron un fallo grave de seguridad que lo expone a falsificaciones. Esta investigación se publicó en la revista «npj Quantum Information».

Falsificar lo infalsificable

En condiciones ideales, el dinero cuántico no se puede falsificar. Pero la realidad es imperfecta y un falsificador que tenga acceso a equipos sofisticados podría saltarse dicha seguridad cuántica si los bancos no adoptan las precauciones necesarias. La idea del dinero cuántico se lleva planteando desde la década de los años setenta, cuando la propuso por vez primera el entonces estudiante de la Universidad de Columbia Stephen Wiesner, pero esta es la primera vez que se ha creado y falsificado dinero cuántico.

En lugar de imprimirlos en billetes de papel o plástico, los investigadores acuñaron billetes cuánticos en luz. Para transferir fondos se transmite una serie de fotones a un banco valiéndose como medio para codificar la información las polarizaciones de los fotones, esto es, la orientación de sus ondas electromagnéticas.

Para mostrar esta técnica de un modo ameno, el equipo al cargo transmitió una imagen pixelada de un billete —en concreto un billete en chelines austríacos anteriores al euro— utilizando las polarizaciones de los fotones para generar una escala de grises. En un sistema de dinero cuántico real, cada billete sería distinto y las polarizaciones de los fotones se distribuirían aleatoriamente sin llegar a formar una imagen reconocible. Las polarizaciones crearían una especie de número de serie que el banco podría verificar para comprobar su validez.

Un delincuente que interceptase los fotones no podría copiarlos a la perfección debido a que la información cuántica no se puede duplicar a la perfección. «En este precepto se basa la seguridad del dinero cuántico», afirmó Karel Lemr, coautor del estudio y perteneciente a la Universidad Palacký de Olomouc (República Checa).

No obstante, la seguridad del sistema no es tanta como cabría esperar. Debido a la facilidad de los fotones para perderse o distorsionarse durante la transmisión, los bancos tendrían que aceptar billetes cuánticos parciales, lo que vendría a ser un billete al que le faltase una esquina. De este modo se abre la posibilidad de que los delincuentes generen falsificaciones que no sean perfectas pero sí lo suficientemente buenas como para que superen la verificación del banco.

Lemr y sus colegas procedieron a realizar una falsificación con un clonador óptimo, un dispositivo capaz de copiar en la medida de lo posible información cuántica (la tecnología con la que generar un sistema monetario verdadero basado en la cuántica aún no está disponible físicamente). El equipo mostró que un banco podría aceptar dicha falsificación si el grado de precisión aceptado no fuese lo suficientemente alto, esto es, que más del 84 % de las polarizaciones de los fotones recibidos coincidan con el original.

En Marche!

Esta vulnerabilidad «no se había señalado de forma explícita, pero no es sorprendente», declaró Thomas Vidick, científico experto en computación teórica en Caltech y ajeno a la investigación. El resultado, según su opinión, advierte de que los bancos deben contar con normas muy rigurosas para demostrar la autenticidad de los billetes recibidos.

Los experimentos señalan, además del enorme potencial de las tecnologías cuánticas, los peligros que aún deben abordarse. La información recabada no atañe solo al dinero cuántico, sino que abarca muchas otras tecnologías revolucionarias de la mecánica cuántica.

No obstante, tal y como concluye «The Economist», los obstáculos a superar pertenecen más a la ingeniería que a la ciencia y su gran interés emana del enorme potencial aún por aprovechar que ofrecen las tecnologías cuánticas.