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La NSA tiene como objetivo construir una computadora cuántica para 'descifrar la mayoría de los tipos de cifrado'

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reconocida porEn cajas de metal del tamaño de una habitación seguras contra fugas electromagnéticas, la Agencia de Seguridad Nacional está compitiendo para construir una computadora que pueda romper casi todo tipo de cifrado utilizado para proteger los registros bancarios, médicos, comerciales y gubernamentales de todo el mundo.Según documentos proporcionados por el excontratista de la NSA Edward Snowden, el esfuerzo por construir "una computadora cuántica criptológicamente útil", una máquina exponencialmente más rápida que las computadoras clásicas, es parte de un programa de investigación de 79.7 millones de dólares titulado "Penetrando objetivos duros". Gran parte del trabajo está alojado en contratos clasificados en un laboratorio en College Park, Maryland.

"Si crees que entiendes la mecánica cuántica, no entiendes la mecánica cuántica", dijo el fallecido premio Nobel Richard Feynman, considerado el pionero de la computación cuántica. El blog de videos de ciencia Vertiasium intenta ayudar a darle sentido.

El desarrollo de una computadora cuántica ha sido durante mucho tiempo un objetivo de muchos en la comunidad científica, con implicaciones revolucionarias para campos como la medicina, así como para la misión de descifrado de códigos de la NSA. Con dicha tecnología, se romperían todas las formas actuales de cifrado de clave pública, incluidas las que se utilizan en muchos sitios web seguros, así como las que se utilizan para proteger secretos de estado.

Los físicos y los científicos informáticos han especulado durante mucho tiempo sobre si los esfuerzos de la NSA son más avanzados que los de los mejores laboratorios civiles. Aunque se desconoce el alcance total de la investigación de la agencia, los documentos proporcionados por Snowden sugieren que la NSA no está más cerca del éxito que otros en la comunidad científica.

"Parece improbable que la NSA pueda estar tan por delante del mundo abierto sin que nadie lo sepa", dijo Scott Aaronson, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.

La NSA parece estar trabajando codo con codo con los laboratorios de computación cuántica patrocinados por la Unión Europea y el gobierno suizo, con un progreso constante pero pocas perspectivas de un avance inmediato.

"El alcance geográfico se ha reducido de un esfuerzo global a un enfoque discreto en la Unión Europea y Suiza", afirma un documento de la NSA.

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Seth Lloyd, profesor de ingeniería mecánica cuántica del MIT, dijo que el enfoque de la NSA no está fuera de lugar. "La UE y Suiza han logrado avances significativos durante la última década y han alcanzado a los EE.UU. en tecnología de computación cuántica", dijo.

La NSA se negó a comentar para este artículo.

Los documentos, sin embargo, indican que la agencia lleva a cabo algunas de sus investigaciones en habitaciones grandes y blindadas conocidas como jaulas de Faraday, que están diseñadas para evitar que la energía electromagnética entre o salga. Aquellos, según una breve descripción, son necesarios "para mantener en funcionamiento los delicados experimentos de computación cuántica".

[Lea un documento que describe los niveles de clasificación relacionados con los esfuerzos de computación cuántica]

El principio básico que subyace a la computación cuántica se conoce como "superposición cuántica", la idea de que un objeto existe simultáneamente en todos los estados. Una computadora clásica usa bits binarios, que son ceros o unos. Una computadora cuántica usa bits cuánticos, o qubits, que son simultáneamente cero y uno.

Esta aparente imposibilidad es parte del misterio que se encuentra en el corazón de la teoría cuántica, que incluso los físicos teóricos dicen que nadie comprende completamente.

"Si crees que entiendes la mecánica cuántica, no entiendes la mecánica cuántica", dijo el fallecido premio Nobel. Richard Feynman, quien es ampliamente considerado como el pionero en computación cuántica.

Así es como funciona, en teoría: mientras que una computadora clásica, por rápida que sea, debe hacer un cálculo a la vez, una computadora cuántica a veces puede evitar tener que hacer cálculos que son innecesarios para resolver un problema. Eso le permite encontrar la respuesta correcta de forma mucho más rápida y eficiente.

La computación cuántica es difícil de lograr debido a la naturaleza frágil de tales computadoras. En teoría, los componentes básicos de una computadora de este tipo podrían incluir átomos, fotones o electrones individuales. Para mantener la naturaleza cuántica de la computadora, estas partículas deberían aislarse cuidadosamente de sus entornos externos.

"Las computadoras cuánticas son extremadamente delicadas, por lo que si no las protege de su entorno, la computación será inútil", dijo Daniel Lidar, profesor de ingeniería eléctrica y director del Centro de Ciencia y Tecnología de la Información Cuántica en el Universidad del Sur de California.

Una computadora cuántica en funcionamiento abriría la puerta para romper fácilmente las herramientas de cifrado más potentes que se utilizan en la actualidad, incluido un estándar conocido como RSA, que lleva el nombre de las iniciales de sus creadores. RSA codifica las comunicaciones, haciéndolas ilegibles para cualquier persona que no sea el destinatario previsto, sin requerir el uso de una contraseña compartida. Se utiliza comúnmente en navegadores web para asegurar transacciones financieras y en correos electrónicos cifrados. Se utiliza RSA debido a la dificultad de factorizar el producto de dos números primos grandes. Romper el cifrado implica encontrar esos dos números. Esto no se puede hacer en un período de tiempo razonable en una computadora clásica.

En 2009, los informáticos que utilizaron métodos clásicos pudieron descubre los primos dentro de un número de 768 bits, pero tomó casi dos años y cientos de computadoras factorizarlo. Los científicos estimaron que se necesitaría 1,000 veces más para romper una clave de cifrado de 1,024 bits, que se usa comúnmente para transacciones en línea.

Sin embargo, una computadora cuántica a gran escala podría, teóricamente, romper un cifrado de 1,024 bits mucho más rápido. Algunas empresas líderes de Internet se están moviendo a claves de 2,048 bits, pero se cree que incluso esas son vulnerables al descifrado rápido con una computadora cuántica.

Las computadoras cuánticas tienen muchas aplicaciones para la comunidad científica actual, incluida la creación de inteligencia artificial. Pero la NSA teme las implicaciones para la seguridad nacional.

"La aplicación de tecnologías cuánticas a los algoritmos de cifrado amenaza con impactar dramáticamente la capacidad del gobierno de Estados Unidos para proteger sus comunicaciones y escuchar las comunicaciones de gobiernos extranjeros", según un documento interno proporcionado por Snowden.

Los expertos no están seguros de qué tan pronto sería factible una computadora cuántica. Hace una década, algunos expertos dijeron que el desarrollo de una gran computadora cuántica probablemente sería de 10 a 100 años en el futuro. Hace cinco años, Lloyd dijo que faltaban por lo menos 10 años para el gol.

El año pasado, Jeff Forshaw, profesor de la Universidad de Manchester, dijo al periódico británico Guardian: “Probablemente sea demasiado pronto para especular sobre cuándo se construirá la primera computadora cuántica a gran escala, pero los avances recientes indican que hay muchas razones para estarlo. optimista."

"No creo que sea probable que tengamos el tipo de computadora cuántica que la NSA quiere dentro de al menos cinco años, en ausencia de un avance significativo tal vez mucho más", dijo Lloyd a The Washington Post en una entrevista reciente.

Sin embargo, algunas empresas afirman que ya están produciendo pequeñas computadoras cuánticas. Una firma canadiense, D-Wave Systems , dice que ha estado fabricando computadoras cuánticas desde 2009. En 2012, vendió una versión de $ 10 millones a Google, la NASA y la Asociación de Investigación Espacial de Universidades, según informes de noticias.

Sin embargo, esa computadora cuántica nunca sería útil para romper el cifrado de clave pública como RSA.

"Incluso si todo lo que afirman es correcto, esa computadora, por su diseño, no puede funcionar el algoritmo de Shor”, Dijo Matthew Green, profesor de investigación del Instituto de Seguridad de la Información de la Universidad Johns Hopkins, refiriéndose al algoritmo que podría usarse para romper el cifrado como RSA.

Los expertos creen que uno de los mayores obstáculos para romper el cifrado con una computadora cuántica es construir una computadora con suficientes qubits, lo cual es difícil dado el estado muy frágil de las computadoras cuánticas. Para fines de septiembre, la NSA esperaba poder tener algunos bloques de construcción, que describió en un documento como "desacoplamiento dinámico y control cuántico completo en dos qubits de semiconductores".

"Ese es un gran paso, pero es un paso bastante pequeño en el camino hacia la construcción de una computadora cuántica a gran escala", dijo Lloyd.

Una computadora cuántica capaz de romper la criptografía necesitaría cientos o miles de qubits más que eso.

El presupuesto para el Programa Nacional de Inteligencia, comúnmente conocido como el "presupuesto negro", detalla el proyecto "Penetración de objetivos duros" y señaló que este paso "permitirá la escala inicial hacia grandes sistemas en esfuerzos relacionados y de seguimiento".

Otro proyecto, llamado "Poseer la red", está utilizando la investigación cuántica para respaldar la creación de ataques basados ​​en la tecnología cuántica en cifrados como RSA, según muestran los documentos.

“La ironía de la computación cuántica es que si puedes imaginar a alguien construyendo una computadora cuántica que pueda romper el cifrado dentro de unas décadas en el futuro, entonces debes estar preocupado ahora mismo”, dijo Lidar.

Copyright: The Washington Post

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