Físico estadounidense y científico canadiense ganan el Premio Turing por invención de criptografía cuántica

Charles H. Bennett, físico estadounidense de 82 años, y Gilles Brassard, científico computacional canadiense de 70 años, recibieron el Premio Turing 2025 por su trabajo pionero en criptografía cuántica, según anunció la Asociación de Maquinaria Computacional. Esta es la primera vez desde 1966 que el galardón se otorga por trabajo relacionado con física cuántica, según la fuente eu.36kr.com.

Bennett es investigador de la compañía tecnológica IBM en Nueva York, mientras que Brassard es profesor en la Universidad de Montreal, según BBC. Ambos científicos se conocieron por casualidad en 1979 durante una conferencia académica en Puerto Rico, encuentro que marcó el inicio de décadas de colaboración.

Según eu.36kr.com, Bennett se acercó a Brassard mientras nadaban durante un descanso de la conferencia para sugerirle la idea de desarrollar un billete bancario que nunca pudiera ser falsificado. Brassard recordó posteriormente que ese fue "probablemente el momento más extraño y mágico" de su carrera. Durante esa conversación de diez minutos en el agua, se gestó la idea central de lo que se convertiría en el primer protocolo de criptografía cuántica de la historia.

En 1984, Bennett y Brassard publicaron el artículo "Criptografía Cuántica: Distribución de Clave Pública y Lanzamiento de Moneda", proponiendo el protocolo BB84, nombrado así por las iniciales de sus apellidos, según eu.36kr.com. Este protocolo representa el primer esquema de distribución de claves cuánticas del mundo.

La tecnología de encriptación actual depende de combinaciones matemáticas complejas, pero muchos científicos creen que la llegada de computadoras cuánticas hará que esto sea inseguro, según BBC. Por el contrario, la teoría de Bennett y Brassard, conocida como BB84, demuestra que cualquier intento de hackear o copiar su clave de encriptación cuántica cambia el comportamiento mismo de sus elementos, haciendo imposible la replicación.

La seguridad del BB84 no se basa en suposiciones matemáticas sino directamente en leyes físicas, según eu.36kr.com. De acuerdo con el principio de incertidumbre de Heisenberg, un estado cuántico no puede ser copiado o medido sin causar perturbación. Cualquier comportamiento de espionaje causará el colapso del estado cuántico, dejando un rastro indeleble en la información que ambas partes comunicantes definitivamente notarán. Esto no es "difícil de descifrar" en términos de ingeniería, sino "imposible de descifrar" en términos de física, según la misma fuente.

En octubre de 1989, exactamente diez años después de su primer encuentro en Puerto Rico, su experimento se llevó a cabo con éxito, demostrando la distribución de claves cuánticas a una distancia de 30 centímetros, según eu.36kr.com. Hoy en día, las variantes del BB84 se han puesto en uso en redes de comunicación cuántica globales, y la distancia de demostración de enlaces satelitales ha superado los mil kilómetros.

En 1993, Bennett, Brassard y cuatro colaboradores más propusieron conjuntamente la "Teletransportación Cuántica", según eu.36kr.com. Demostraron que mediante el uso de entrelazamiento cuántico y comunicación clásica, un estado cuántico completo y desconocido puede transmitirse entre dos ubicaciones distantes sin transportar físicamente la partícula que lleva este estado cuántico. Este descubrimiento refrescó fundamentalmente la comprensión de las personas sobre la transmisión de información.

El entrelazamiento cuántico es uno de los fenómenos más misteriosos de la mecánica cuántica: una vez que dos partículas están entrelazadas, sin importar cuán separadas estén, medir una de ellas determinará instantáneamente el estado de la otra, según eu.36kr.com. Albert Einstein una vez se burló de esto como "acción fantasmal a distancia". La contribución de Bennett y Brassard radica en demostrar que este entrelazamiento cuántico, que alguna vez se consideró principalmente como una maravilla filosófica, puede ser un recurso práctico.

En 1997, el equipo del físico austriaco Anton Zeilinger verificó con éxito la teletransportación cuántica en un experimento, según eu.36kr.com. En 2022, Zeilinger también ganó el Premio Nobel de Física por experimentos relacionados. En 1996, Bennett y Brassard propusieron además la tecnología de purificación de entrelazamiento, mostrando cómo fortalecer el entrelazamiento imperfecto en entrelazamiento de alta calidad, lo que constituye un paso clave hacia la comunicación cuántica escalable y también sienta las bases para construir la futura Internet cuántica.

Charles H. Bennett nació en Nueva York en 1943, según eu.36kr.com. Obtuvo una licenciatura en química de la Universidad Brandeis en 1964 y un doctorado de Harvard en 1970, con un enfoque de investigación en simulación por computadora de dinámica molecular. En 1973 se unió al Laboratorio de Investigación de IBM y nunca se ha ido desde entonces, durante más de 50 años. En IBM, siguió los pasos del famoso físico Rolf Landauer para estudiar la base física del procesamiento de información. Primero demostró que la computación general puede ser tanto lógica como termodinámicamente reversible, y luego reinterpretó la paradoja clásica del demonio de Maxwell en 1982, señalando que el costo termodinámico real no radica en obtener información sino en destruirla.

Bennett es miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos y miembro extranjero de la Royal Society, según eu.36kr.com. Tiene una cita conocida para describir la información cuántica: "La información cuántica es como información en un sueño", no puede ser copiada, y la observación la cambia. Esta característica es tanto una limitación como un recurso.

Gilles Brassard nació en Montreal en 1955, según eu.36kr.com. Estuvo fascinado por las matemáticas desde joven, pasión inspirada por su hermano Robert Brassard. A los 13 años, Brassard ingresó a la Universidad de Montreal para estudiar ciencias de la computación, obteniendo una licenciatura en 1972 y una maestría en 1975. Luego fue a la Universidad de Cornell para un doctorado bajo la supervisión de John Hopcroft, ganador del Premio Turing de 1986, y obtuvo su doctorado en 1979.

Durante su tiempo en Cornell, leyó accidentalmente un artículo de criptografía y se inspiró de inmediato, cambiando toda su dirección de investigación doctoral a la criptografía, según eu.36kr.com. Después de obtener su título, regresó inmediatamente a la Universidad de Montreal para enseñar y nunca se ha ido desde entonces. De 2001 a 2021, se desempeñó como Cátedra de Investigación de Canadá en Ciencia de la Información Cuántica.

Brassard es miembro de la Royal Society, miembro extranjero de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos y receptor de la Orden de Canadá, según eu.36kr.com. Es ampliamente considerado como el padre de la ciencia de la información cuántica canadiense y uno de los primeros pioneros en este campo a nivel mundial.

En el anuncio del miércoles, la Asociación de Maquinaria Computacional, el organismo que otorga el Premio Turing, elogió su trabajo como un "camino hacia la seguridad de las comunicaciones digitales en las décadas venideras", según BBC. Los científicos creen que su trabajo será central para las comunicaciones electrónicas en un mundo que depende en gran medida del intercambio de datos, pero que durante años ha estado tratando de desarrollar computadoras cuánticas más poderosas.

El Premio Turing, nombrado en honor al matemático y descifrador de códigos Alan Turing, es conocido como el "Premio Nobel de la informática" y viene con un premio de un millón de dólares financiado por Google, según BBC y eu.36kr.com. El premio de este año llega en un momento en que las Naciones Unidas han designado 2025 como el "Año Internacional de la Ciencia y Tecnología Cuántica", según eu.36kr.com.

Los registros de premios de ambos científicos se superponen altamente: ganaron conjuntamente el Premio Wolf de Física 2018, el Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA 2019 en Ciencias Básicas y el Premio Breakthrough en Física Fundamental 2023, según eu.36kr.com. El Premio Turing es el último logro coronador de su cooperación de más de cuarenta años.

La Asociación de Maquinaria Computacional reconoció sus contribuciones fundamentales a la ciencia de la información cuántica y la transformación de los campos de comunicación segura y computación, según eu.36kr.com. El trabajo que desarrollaron hace cuarenta años está remodelando el futuro de la computación desde múltiples dimensiones, transformando la "ciencia de la información cuántica" de una materia marginal en una industria global que hoy vale miles de millones de dólares.