✨︎ Resumen (TL;DR):
- Físicos de la ETH Zurich desarrollaron un método para generar aleatoriedad perfecta e imposible de predecir.
- El experimento utiliza entrelazamiento cuántico a temperaturas cercanas al cero absoluto entre dos chips separados por 30 metros.
- El sistema promete robustecer la criptografía y las redes de seguridad digital frente a cualquier análisis.
Un equipo de físicos de la ETH Zurich desarrolló un método cuántico capaz de generar números aleatorios perfectos y certificados, un logro que promete transformar la seguridad informática y la criptografía digital. El sistema purifica la aleatoriedad imperfecta utilizando entrelazamiento cuántico a temperaturas cercanas al cero absoluto.
La amplificación de aleatoriedad es un método físico que toma secuencias numéricas aleatorias imperfectas y las purifica para convertirlas en un resultado completamente libre de sesgos mediante las propiedades de la mecánica cuántica.
El experimento, liderado por los físicos Renato Renner y Andreas Wallraff, utiliza dos chips cuánticos superconductores separados por un tubo de 30 metros. A través de este conducto viajan fotones de microondas que crean un entrelazamiento cuántico entre los chips.
Esta distancia de 30 metros resulta fundamental para el proceso. El espacio garantiza que ninguna información se transmita entre los qubits durante la medición, ni siquiera a la velocidad de la luz, lo que resguarda la integridad física de los datos generados.
Un generador de números imperfectos decide qué tipo de medición se aplica a cada qubit. Posteriormente, un algoritmo especializado procesa estos datos para amplificar la aleatoriedad de la secuencia.
“La secuencia resultante de ceros y unos es ahora realmente aleatoria y perfecta, e incluso podemos certificarlo”, declaró Renner en un comunicado de la institución.
El físico comparó este avance con cruzar una cumbre de montaña. “Las mejoras técnicas nos permitieron, por primera vez, crear números aleatorios que seguirán siendo perfectamente aleatorios por toda la eternidad, sin importar los métodos analíticos que se usen para evaluar su aleatoriedad”, añadió Renner.
Un estándar de seguridad similar al reloj atómico
Los investigadores proponen que esta tecnología cumpla un rol similar al de los relojes atómicos en la medición del tiempo, al convertirse en una fuente certificada de aleatoriedad para otros sistemas. Sus aplicaciones abarcan desde redes de comunicación seguras hasta la verificación de identidad digital, sorteos públicos y sistemas de blockchain.
Este avance ocurre aproximadamente un año después de que un equipo integrado por JPMorgan Chase, Quantinuum y varios laboratorios nacionales de Estados Unidos demostraran la expansión de aleatoriedad certificada. Aquel experimento usó una computadora cuántica de iones atrapados de 56 qubits para generar más de 71,000 bits aleatorios certificados.
A diferencia de ese proyecto que buscaba expandir la aleatoriedad, el método de la ETH Zurich la amplifica mediante una prueba de Bell, que confirma el entrelazamiento cuántico sin necesidad de hacer suposiciones sobre el hardware utilizado.
“Incluso los métodos criptográficos más fuertes son tan seguros como los números aleatorios en los que se basan”, advirtió el equipo de la ETH Zurich. “Mientras mejor sea la aleatoriedad, más robusto será el cifrado. Si es débil, todo el sistema se vuelve vulnerable”.
