Se ha vertido mucha tinta sobre los ordenadores cuánticos, sobre todo en las afirmaciones exageradas de que el criptoanálisis cuántico destrozará algún día las técnicas de cifrado actuales. Pero sus primos más sencillos, los sensores cuánticos, ya están aquí y mejoran a un ritmo que exige atención urgente.
Se ha vertido mucha tinta sobre los ordenadores cuánticos, sobre todo en las afirmaciones exageradas de que el criptoanálisis cuántico destrozará algún día las técnicas de cifrado actuales. Pero sus primos más sencillos, los sensores cuánticos, ya están aquí y mejoran a un ritmo que exige atención urgente.Los sensores cuánticos necesitan cantidades mínimas de energía y materia para detectar y medir cambios minúsculos en el tiempo, la gravedad, la temperatura, la presión, la rotación, la aceleración, la frecuencia y los campos magnéticos y eléctricos. Llevan más de medio siglo comercializándose en diversas formas; pensemos en una máquina de resonancia magnética, que sigue los cambios de giro magnético de los átomos de hidrógeno para observar el interior de un cuerpo. Pero los últimos avances en este campo sugieren que estos sensores pronto supondrán una revolución en la medición y la inteligencia de señales, posiblemente facilitando la detección de submarinos, naves espaciales e instalaciones subterráneas.
Los estrategas deben comprender las nuevas capacidades que proporcionará la detección cuántica y empezar a planificar las contramedidas hoy mismo. He aquí tres ejemplos que ayudan a explicar por qué.
Medir el tiempo
La medición ultraprecisa del tiempo es el logro más importante de la detección cuántica hasta la fecha, ya que añade precisión a todas las demás formas de detección. Por ejemplo, nos permite hacer observaciones repetidas y combinarlas, un enfoque que a veces se llama «superresolución». Piensa en la forma en que los fotógrafos actuales toman cuatro u ocho fotos de la misma escena y luego combinan las imágenes mediante un software. Mejor sincronización permite hacer lo mismo con todo tipo de mediciones.
Los relojes atómicos de los años setenta en los que se basa el Sistema de Posicionamiento Global y su consiguiente revolución, y el reloj atómico miniaturizado, están empezando a estar disponibles en el mercado. Microsemi Corporation, por ejemplo, vende un «reloj atómico a escala de chip espacial» de 35 gramos. Los laboratorios están trabajando en una tecnología de cronometraje aún mejor que promete ser igual de transformadora. En 2018, el NIST anunció un avance: un reloj basado en un entramado de átomos de iterbio tan sensible que no se desviaría más de un segundo en 10.000 millones de años.
Localización, localización, localización
Además de hacer un GPS superpreciso, los sensores cuánticos pueden medir la forma y el campo gravitatorio de la Tierra con una precisión de un centímetro. Estos sensores pueden ser útiles tanto para cartografiar recursos minerales subterráneos como para calcular con precisión las trayectorias de misiles balísticos y otras municiones.
Los ejércitos llevan mucho tiempo buscando formas de obtener datos de localización extremadamente precisos sin necesidad de señales de tipo GPS fácilmente interferibles. Los sensores de posicionamiento cuántico rastrean cambios minúsculos en la rotación y la aceleración, mediante las leyes de Newton (ajustadas a la relatividad) para inferir con precisión los cambios de ubicación en el tiempo. Como no dependen de las señales de los satélites o de las estaciones terrestres, funcionan en cualquier lugar -en el interior, bajo tierra o bajo el agua- y resisten las interferencias. Los contratistas de defensa están empezando a fabricar paquetes QPS portátiles que podrían integrarse en las armas.
Ver a través de paredes y agua
Los avances en la investigación sobre el radar y el sonar cuánticos han inquietado a algunos responsables políticos porque podrían permitir detectar aviones y buques de guerra furtivos y diferenciar los objetivos reales del radar de los señuelos.
El radar cuántico funcionaría generando miles de millones de pares de fotones «enredados», enviando un fotón de cada par a la zona de búsqueda y reteniendo el otro en la memoria. Los fotones de la «señal» reflejados en el sensor se comparan con sus compañeros «ociosos», revelando información sobre los objetos aéreos. A diferencia de los radares convencionales, estos sensores prometen ser en gran medida inmunes a las interferencias e incluso a la detección por parte de un adversario. En el espacio, donde es menos probable que los fotones se dispersen, el radar cuántico podría servir para detectar misiles balísticos, descubrir satélites secretos de los adversarios y detectar y rastrear la diminuta pero aún peligrosa basura espacial. Hay retos de ingeniería, pero los teóricos creen que son superables, y los últimos avances sugieren enfoques que podrían producir resultados prácticos.
La amenaza de la detección cuántica para el statu quo es más grave bajo el agua. Al parecer, el Ejército chino ha desarrollado sistemas de próxima generación similares a un sonar que pueden detectar submarinos e incluso objetos subterráneos. Otras publicaciones describen cómo los científicos chinos han usado la medición precisa del tiempo y la ubicación para volar un magnetómetro sobre un campo y detectar bolas de hierro enterradas en función de sus perturbaciones del campo magnético de la Tierra.
Con el tiempo, estos dispositivos deberían poder detectar la existencia de túneles o estructuras subterráneas, e incluso el movimiento de material militar o drogas a través de dichos túneles. También podrían permitir la detección y el seguimiento de los submarinos de misiles balísticos de Estados Unidos, hasta ahora indetectables, y desestabilizar así la disuasión nuclear.
Conclusión
La importancia de los sensores cuánticos ha escapado en gran medida a los responsables políticos, a pesar de que la tecnología lleva décadas mejorando. Parte de la causa es seguramente el bombo y platillo que rodea a los ordenadores cuánticos, entre cuyos retos para la viabilidad se encuentra su necesidad de estar protegidos de la interacción con el resto del universo hasta que se haya completado su cálculo. Pero los sensores cuánticos, que ponen en práctica esta extrema sensibilidad, ya están aquí y mejoran rápidamente.
Las próximas décadas se caracterizarán por mayor dependencia de la inteligencia de medición y detección, provocada por los sensores cuánticos electromagnéticos y gravimétricos que pueden ver a través de las barreras. Es posible que a los ejércitos pronto les resulte imposible ocultar el material y que las actuales estrategias de secretismo, como el uso de instalaciones subterráneas, se vuelvan ineficaces.
Los responsables de la política de seguridad deben estar atentos a los avances de la detección cuántica y a sus implicaciones. Y deben preguntarse qué significará cuando esta tecnología salga de los organismos de inteligencia y militares y esté al alcance de las fuerzas del orden, las empresas privadas y los particulares adinerados.
Fte. Defense One (Chris Jay Hoofnagle y Simson Garfinkel)
Chris Jay Hoofnagle es profesor titular de Derecho en la Berkeley School of Law de la Universidad de California.
Simson Garfinkel es científico de datos senior en el U.S. Department of Homeland Security, profesor a tiempo parcial en la George Washington University y miembro de la Association for Computing Machinery’s US Technology and Policy Committee.
Son coautores de Law and Policy for the Quantum Age (Cambridge University Press, 2022).
