Actualizado 03/03/2020 14:18 CET

Los desarrolladores de la criptografía cuántica, Premios Fundación BBVA de Ciencias Básicas

Charles Bennett, Gilles Brassard y Peter Shor, Premios Fundación BBVA de Ciencias Básicas 2020
Charles Bennett, Gilles Brassard y Peter Shor, Premios Fundación BBVA de Ciencias Básicas 2020 - EUROPA PRESS

El jurado ha reconocido el trabajo de Charles H. Bennett y Gilles Brassard y Peter Shor

MADRID, 3 (EUROPA PRESS)

El físico químico Charles H. Bennett (Nueva York, 1943), el informático Gilles Brassard (Montreal, 1955) y el matemático Peter Shor (Nueva York, 1959), inventores y desarrolladores de la criptografía y computación cuántica, han sido galardonados con el XII Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en su categoría de Ciencias Básicas (Física, Química, Matemáticas).

Los tres investigadores han sido reconocidos "por sus contribuciones sobresalientes a las áreas de computación y a la comunicación cuánticas", según señala el acta del jurado, que ha dado a conocer su decisión este martes 3 de marzo en Madrid.

Bennett y Brassard desarrollaron en los años 80 la criptografía cuántica, que garantiza la inviolabilidad física de las comunicaciones. La importancia de su trabajo se hizo patente cuando 10 años más tarde el matemático Peter Shor descubrió que un hipotético ordenador cuántico convertiría en inservibles los sistemas de criptografía convencional en los que se basan la seguridad y la privacidad de las comunicaciones actuales en Internet.

La criptografía cuántica nació como un hallazgo proveniente de la ciencia básica que en unas décadas ha dado lugar a una nueva tecnología ya en el mercado y en auge.

Cuando Bennett, investigador en IBM Research desde hace más de cuatro décadas, y Brassard, actualmente catedrático en Ciencia de la Información Cuántica en la Universidad de Canadá, empezaron a colaborar en 1979, ese escenario estaba muy lejos de ser siquiera imaginable. La física cuántica y la computación eran campos de trabajo distantes entre sí, y la investigación en la relación entre ambos se consideraba marginal.

Sin embargo, para 1984, Bennett y Brassard habían dado con un resultado muy llamativo: un sistema de criptografía que, según explica el acta del jurado, "permite codificar y transmitir mensajes usando las leyes de la física cuántica de manera que impide la escucha de terceros incluso si dispusieran de recursos computacionales cuánticos".

Para crear la criptografía cuántica, Bennett y Brassard aprovecharon uno de los extraños fenómenos que se dan en el mundo cuántico, la superposición, que hace posible que una partícula esté en dos o más lugares a la vez. La teoría cuántica prevé que si alguien observa la partícula, esta duplicidad desaparece, y la partícula aparece en una posición o en la otra. Si esta partícula estuviera siendo transmitida, cualquier intento de hackeo rompería la superposición y los interlocutores lo sabrían al instante.

BB84 Y EL ALGORITMO DE SHOR

Bennett y Brassard presentaron esta invención en un trabajo hoy en día conocido como BB84. Se considera este trabajo la primera aplicación práctica de la ciencia de la información cuántica.

La importancia de BB84 no fue reconocida por la comunidad de manera inmediata. Las técnicas criptográficas en uso, que garantizan la seguridad de todas las comunicaciones y transacciones en Internet, están basadas en el hecho de que hay problemas matemáticos que los ordenadores no pueden resolver, y a mediados de los 80 nada hacía suponer que dejaría de ser así.

Pero una década más tarde la situación cambiaría gracias al trabajo de Peter Shor (el algoritmo de Shor). Catedrático de matemáticas aplicadas en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Shor descubrió que precisamente el problema irresoluble en que se basa la criptografía clásica, la factorización de grandes números (su descomposición en números primos), sí estaría al alcance de un hipotético ordenador cuántico. Es decir, demostró que un ordenador cuántico era mucho más rápido que uno convencional.

Poco después de crear su algoritmo, Shor obtuvo otro resultado esencial: la corrección de errores cuánticos. Los ordenadores cuánticos, por su propia naturaleza física, están expuestos a una gran cantidad de ruido, fuente de numerosos errores. Antes del resultado de Shor no se creía tecnológicamente posible superar el desafío de aislar los ordenadores cuánticos lo bastante como para eliminar los errores. Pero Shor insufló esperanza en el área y propulsó su avance.

Según han destacado los tres premiados, la criptografía y computación cuántica tiene múltiples aplicaciones. Según indica Shor, los ordenadores cuánticos "nos pueden decir mucho sobre la mecánica cuántica" y dentro de 5 ó 10 años servirán, por ejemplo, para "simular reacciones químicas" y, por tanto, ser clave para el desarrollo de fármacos. "De aquí a dos o tres décadas, tendremos ordenadores cuánticos que funcionarán a gran escala", vaticina el matemático.

Por su parte, Bennett y Brassard destacan la aplicación en el mundo de las comunicaciones de su trabajo. "La información cuántica es un tipo de información que se altera si alguien la observa, y no puede ser copiada. Gilles Brassard y yo nos dimos cuenta de que podía tener una utilidad práctica: un sistema para enviar mensajes, en el que el emisor y el receptor advertirían de inmediato si alguien hubiera escuchado el mensaje durante su transmisión", explica Bennett.

PREMIOS EL 2 DE JUNIO EN BILBAO

El jurado de esta categoría está presidido por Theodor Hänsch, director de la División de Espectroscopia Láser del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica (Alemania), y premio Nobel de Física, y cuenta como secretario con Ignacio Cirac, director de la División Teórica del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica y premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Ciencias Básicas.

Los galardonados de la edición anterior fueron los físicos estadounidenses Charles Kane y Eugene Mele por descubrir los aislantes topológicos, una nueva clase de materiales con propiedades electrónicas extraordinarias que abren nuevas posibilidades en la física de la materia condensada y la ciencia de materiales.

La categoría de Ciencias Básicas es la quinta que se ha dado a conocer de esta XII edición de los Premios, que concede anualmente la Fundación BBVA, tras las categorías de Cambio Climático (anunciada el 8 de enero), la de Biología y Biomedicina (22 de enero), Ecología y Biología de la Conservación (4 de febrero) y Tecnologías de la Información y la Comunicación (19 de febrero).

El resto de categorías (con una dotación económica de 400.000 euros cada una de ellas) se darán a conocer a lo largo de este año: Economía, Finanzas y Gestión de Empresas (17 de marzo); Música y Ópera (31 de marzo); y Humanidades y Ciencias Sociales (15 de abril).

Los premios serán entregados en una gala que tendrá lugar en Bilbao el 2 de junio de este 2020.

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