Los avances en computación cuántica en 2024 pondrán la seguridad en el punto de mira

La búsqueda de una computadora cuántica útil alcanzó un hito importante a finales de 2024 con el anuncio de Google de su chip Willow. El chip promete menos ruido y menos errores a medida que crece el número de qubits, un paso necesario hacia la computación cuántica avanzada. A pesar de cierto debate sobre cuándo estarán realmente disponibles estos sistemas, Los expertos siguen aconsejando hacer planes y la migración a tecnologías poscuánticas.

Pasar de la tecnología actual, en la que agregar más qubits genera más ruido, a un futuro en el que aumentar el número de qubits reduce exponencialmente la cantidad de ruido -un logro conocido como «escalabilidad umbral»- supera un obstáculo importante para las computadoras cuánticas. Crear una computadora cuántica de 1.000 qubits requiere avances fundamentales más allá de las ruidosas computadoras cuánticas de escala intermedia (NISQ) actuales para crear qubits lógicos confiables que puedan usarse en arquitecturas fácilmente escalables.

El anuncio de Google representa «un importante salto adelante», afirma Karl Holmqvist, fundador y director ejecutivo de Lastwall, un proveedor de servicios de identidad centrado en la resiliencia cuántica.

«Las empresas deberían pensar ahora en un ordenador cuántico utilizable», afirma Holmqvist. “Esto no se debe a que ya exista evidencia de una computadora cuántica criptográficamente relevante. Esto se debe a que actualmente hay campañas activas para capturar y almacenar datos cifrados hasta que haya un sistema que pueda descifrar nuestro cifrado asimétrico”.

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La amenaza de la computación cuántica parece ser cada día más real. Además de Anuncio del chip Willow de GoogleMicrosoft anunció en noviembre que había logrado un Hito de 24 qubits con la computación Atom utilizando láseres, mientras que los investigadores japoneses del Centro de Investigación de Computadoras Cuánticas Riken anunció una computadora cuántica óptica “general”.

El impacto futuro podría ser devastador. El Instituto Hudson, un grupo de expertos sobre libre mercado, advierte que las computadoras cuánticas representan un riesgo cibernético sistémico para los sistemas financieros; Se han publicado dos artículos que describen los riesgos de la disrupción El sistema financiero estadounidense Y Criptomonedas.

¿Faltan menos de una década?

La computación cuántica es una de esas tecnologías que muchos han predicho una y otra vez apenas una década de distancia. Actualmente, los expertos suponen que, en promedio, dentro de 15 años una computadora cuántica podrá descifrar RSA-2048 en 24 horas. según el “Informe cronológico de amenazas cuánticas 2024”.

La estimación mediana de cuándo las computadoras cuánticas representarán una amenaza para el cifrado es de menos de 15 años. Fuente: Instituto de Riesgo Global

Si bien muchos expertos ven la posibilidad de tener una computadora cuántica útil en menos de una década -basándose en tres áreas clave: avances de hardware, corrección de errores y desarrollo de algoritmos-, las computadoras cuánticas útiles todavía tienen un largo camino por recorrer antes de que sean posibles. Por ejemplo, si bien el trabajo de Google en Willow representa un paso importante hacia una corrección de errores más fácil de lograr (principalmente un área teórica antes de esta década) en chips de computación cuántica más grandes, este paso es sólo el segundo de seis hitos enumerados en la hoja de ruta de la computación cuántica.

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Además, es difícil evaluar el riesgo porque términos como “umbral de escalabilidad” y “supercomputadora cuántica” nublan el panorama, dice Rebecca Krauthamer, cofundadora y directora ejecutiva de QuSecure.

“Hay mucho vocabulario complicado cuando se trata de cuántica. La gente debe prestar atención cuando vea que los ordenadores cuánticos empiezan a resolver problemas que reconocen”, afirma Krauthamer. “Entonces, ya sea una tecnología de batería mejorada o una optimización de rutas para vehículos autónomos, una gestión optimizada de la cartera o el descifrado, este es el punto en el que todos deberían haber pasado a las tecnologías poscuánticas, y no solo a las tecnologías poscuánticas. , pero también en la agilidad de las criptomonedas «. Gestión de la criptografía.

Pero la falta de beneficios significativos para el sector privado podría frenar el desarrollo. El Boston Consulting Group, por ejemplo, señala que los programas de computación cuántica han tenido dificultades para convertir el esfuerzo en valor.

«La computación cuántica hoy en día no ofrece ninguna ventaja tangible sobre la computación clásica ni en aplicaciones comerciales ni científicas», dice BCG dice un análisis de julio. «Aunque los expertos coinciden en que existen claros problemas científicos y comerciales en los que las soluciones cuánticas algún día superarán con creces a la alternativa clásica, la tecnología más nueva aún tiene que demostrar esta ventaja a escala».

Los expertos siguen instando a la preparación

Además, el punto en el que los estados nacionales podrían utilizar computadoras cuánticas para romper el cifrado podría llegar antes, lo que aumentaría el riesgo para algunas industrias. Quantinuum, por ejemplo, ha acelerado su hoja de ruta hacia una computación cuántica totalmente tolerante a fallas para 2030 y advierte que probablemente serán necesarias soluciones cuánticas seguras antes de 2035.

“Dada nuestra situación actual, es necesario completar la migración a PQC [post-quantum computing] Proteger eficazmente los datos confidenciales debe ser una prioridad”, afirma Duncan Jones, jefe de ciberseguridad de Quantinuum.

Quantinuum espera lograr avances graduales en los próximos años. Estos incluyen mejoras en la corrección de errores y el escalado de qubits, una mayor exploración de aplicaciones como la decodificación cuántica y, como resultado, una mayor adopción de tecnologías PQC como el cifrado poscuántico, la distribución de claves cuánticas y la generación cuántica de números aleatorios (QRNG). dice Jones de la empresa.

«Las organizaciones que implementan estrategias de seguridad cuántica hoy en día deberían centrarse en la migración de PQC y al mismo tiempo garantizar que sus bases criptográficas sean lo más sólidas posible mediante el uso de QRNG», afirma. «Este enfoque proporciona beneficios de seguridad inmediatos mientras se prepara para futuras tecnologías cuánticas seguras».

Google reconoce que, si bien el avance en la corrección de errores es significativo, existe una diferencia entre la teoría y la práctica.

«Aún nos queda un largo camino por recorrer antes de alcanzar nuestro objetivo de construir una computadora cuántica grande y tolerante a fallas», dicen dos miembros del equipo de Google Quantum AI dice en una publicación de blog. «El desafío técnico que tenemos por delante es inmenso».