La Distribución Cuántica de Claves (QKD, por sus siglas en ingles) aprovecha principios fundamentales como el principio de incertidumbre de Heisenberg y el teorema de no clonación para generar y compartir claves simétricas de manera provablemente segura. Esta técnica permite que dos partes comuniquen claves a través de canales inseguros (por ejemplo, redes optofibras o satélites), y detecten inmediatamente cualquier intento de espionaje cuántico, ya que la medición del estado cuántico distorsiona inevitablemente la información, y alerta el remitente de la clave.
Los protocolos más comunes incluyen BB84, descrito luego, y variantes basadas en estados polarizados o entrelazados. En la práctica, QKD se combina con cifrados simétricos actuando como mecanismo de renovación frecuente de claves para asegurar canales resistentes incluso ante ataques de ordenadores cuánticos.
Ya se han hecho experimentos que demuestran la factibilidad de la criptografía cuántica y del QKD:
- Transmisión de claves segura en infraestructuras críticas: energía, telecomunicaciones, defensa (cpl.thalesgroup.com).
- Sistemas híbridos con satélites permiten extender QKD a distancia global (arxiv.org).
- La última década ha visto mejoras en velocidad de generación de claves (hasta 115 Mb/s) y distancia (más de 300 km en fibra óptica) (arxiv.org).
QKD no reemplaza la criptografía post-cuántica (PQC), pero aporta seguridad basada en física, ideal para proteger datos críticos frente a amenazas cuánticas futuras.
Recursos en Español:
Video en Youtube donde se presenta BB84 y ejemplos de pruebas hechas a satélite, dado por HispaSat: https://www.youtube.com/watch?v=TISbpjBk2Ag
Recursos en Inglés:
Informe detallado de la NSA de EEUU que explica los fundamentos, ventajas e implementación de QKD y su resiliencia basada en física: https://www.nsa.gov/Cybersecurity/Quantum-Key-Distribution-QKD-and-Quantum-Cryptography-QC
Simulación de circuitos que usan BB84 para transmitir llaves cuánticas, desarollado por la Universidad de St. Andrews: https://www.st-andrews.ac.uk/physics/quvis/simulations_html5/sims/BB84_photons/BB84_photons.html