La física cuántica asegura por primera vez pagos digitales inherentemente infalsificables

Científicos de la Universidad de Viena han combinado técnicas criptográficas modernas con las propiedades fundamentales de la luz cuántica para diseñar un sistema incondicionalmente seguro de compra en entornos digitales. La banca cuántica avanza.

La banca cuántica es un nuevo tipo de sistema bancario que utiliza las tecnologías cuánticas para ofrecer servicios más seguros y eficientes. Este sistema tiene el potencial de revolucionar el sector bancario al poder manejar grandes cantidades de datos de forma rápida y precisa, y al protegerse de los ataques informáticos, incluso los que provienen de computadoras cuánticas.

Uno de los ámbitos en los que la banca cuántica puede tener un gran impacto es el de los pagos digitales, que han sustituido a los billetes físicos en muchos aspectos de nuestra vida cotidiana. Los pagos digitales deben ser fáciles de usar, únicos, resistentes a la falsificación y no rastreables, pero además deben resistir a los atacantes digitales y a las filtraciones de datos.

Pagos cuánticos

Un equipo de investigación liderado por el profesor Philip Walther, de la Universidad de Viena, ha mostrado ahora cómo la luz cuántica puede asegurar los pagos digitales diarios mediante la generación de criptogramas cuánticos inherentemente infalsificables, según se explica en un comunicado.

Los criptogramas son códigos que garantizan la unicidad y la validez de cada transacción. La demostración de estos "pagos digitales cuánticos" en un entorno realista se ha publicado en la revista Nature Communications.

Para habilitar pagos digitales absolutamente seguros, los científicos sustituyeron las técnicas criptográficas clásicas por un protocolo cuántico que explota fotones individuales.

Protocolo cuántico

Durante el transcurso de una transacción digital clásica, el cliente comparte un código clásico -llamado criptograma- con su proveedor de pago (por ejemplo, un banco o una empresa de tarjetas de crédito). Este criptograma se pasa entre el cliente, el comerciante y el proveedor de pago.

En el protocolo cuántico demostrado, este criptograma se genera haciendo que el proveedor de pago envíe fotones especialmente preparados al cliente. Para el procedimiento de pago, el cliente mide estos fotones y los resultados dependen de los parámetros de la transacción.

Como los estados cuánticos de la luz no se pueden copiar, la transacción sólo se puede ejecutar una vez. Esto, junto con el hecho de que cualquier desviación del pago previsto altera los resultados de la medición, que son verificados por el proveedor de pago, hace que este pago digital sea incondicionalmente seguro.

Aplicación exitosa

Los investigadores han implementado con éxito los pagos digitales cuánticos sobre un enlace óptico urbano de 641 m, conectando dos edificios universitarios en el centro de Viena.

Su solución no depende del almacenamiento cuántico a largo plazo ni de agentes o canales autenticados y fiables. Es práctica con la tecnología a corto plazo y puede anunciar una era de seguridad habilitada por la tecnología cuántica, según sus creadores.

Bancos cuánticos pioneros

Como las tecnologías cuánticas tienen el potencial de amenazar el modus operandi existente de los bancos con respecto a los problemas de seguridad, los bancos de todo el mundo están planeando un escenario con protocolos de seguridad cuántica y otros desarrollos basados en tecnologías cuánticas.

Según The Quantum Insider, ya hay una decena de bancos que están trabajando en la banca cuántica, explorando diferentes aplicaciones y colaborando con empresas de computación cuántica. Algunos de ellos son:

J.P. Morgan Chase: este banco estadounidense ha establecido un equipo de ingeniería cuántica, liderado por Marco Pistoia, que desarrolla algoritmos cuánticos para la inteligencia artificial, la optimización y la criptografía. También ha colaborado con el Chicago Quantum Exchange, un centro de investigación en tecnologías cuánticas, y está trabajando en el área de la criptografía post-cuántica.

-HSBC: el banco británico ha participado en varios proyectos de computación cuántica, como el Quantum Risk project, que utiliza el simulador Qiskit de IBM para calcular el riesgo de mercado de una cartera de activos financieros, o el Quantum Machine Learning project, que utiliza el marco PennyLane de Xanadu, para mejorar los modelos de aprendizaje automático para la detección de fraudes y el análisis de sentimientos.

-BNP Paribas: El banco francés ha creado un equipo dedicado a la computación cuántica que investiga las aplicaciones potenciales de esta tecnología en el sector financiero. También ha colaborado con IBM y Amazon para acceder a sus servicios de computación cuántica en la nube y desarrollar soluciones innovadoras.

También en España

En España destaca el caso de CaixaBank, que ha desarrollado varios proyectos y aplicaciones utilizando la computación cuántica para mejorar sus servicios financieros.

Por ejemplo, CaixaBank ha creado el primer algoritmo de aprendizaje automático para clasificar los riesgos en la banca española aprovechando la computación cuántica, y ha colaborado con D-Wave para optimizar las carteras de inversión y el cálculo de coberturas utilizando solucionadores híbridos cuánticos, según fuentes del propio banco.

Por último, el año pasado también se anunció que BBVA se había unido a Repsol y otras 11 entidades para crear un consorcio con la finalidad de investigar la computación cuántica en cinco industrias estratégicas de la economía española: energía, finanzas, espacio, defensa y logística, según informó el diario Cinco Días.

Referencias

Demonstration of quantum-digital payments. Peter Schiansky et al. Nature Communications, volume 14, Article number: 3849 (2023). DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-023-39519-w

11 Global Banks Probing The Wonderful World of Quantum Technologies. James Dargan. June 23, 2021. Quantum Computing Business.

An Improved Quantum E-Payment System. Shu-Cui Xie et al. International Journal of Theoretical Physics volume 59, pages 445–453 (2020). DOI:https://doi.org/10.1007/s10773-019-04338-7