La amenaza cuántica es real y urgente. Expertos en ciberseguridad advierten que las futuras computadoras cuánticas podrían volverse lo suficientemente poderosas como para romper los métodos de encriptación que actualmente protegen información sensible almacenada en todo el mundo. Según estimaciones, una máquina cuántica capaz podría quebrantar la encriptación moderna en cuestión de un día, aunque las máquinas cuánticas actuales aún están lejos de alcanzar ese nivel de capacidad.

La seguridad digital moderna depende en gran medida de sistemas de encriptación como RSA y criptografía de curva elíptica. Estos métodos funcionan porque las computadoras convencionales necesitarían una cantidad impráctica de tiempo para resolver los problemas matemáticos que protegen los datos encriptados. Sin embargo, los computadores cuánticos podrían cambiar fundamentalmente este panorama.

Para enfrentar esta amenaza, investigadores han desarrollado la criptografía poscuántica, una nueva generación de algoritmos de encriptación diseñados para permanecer seguros incluso contra ataques cuánticos. No obstante, implementar estos algoritmos presenta desafíos significativos: requieren más recursos computacionales, consumen más energía y deben integrarse en dispositivos modernos. Aquí es donde las empresas de semiconductores están interviniendo cada vez más.

La colaboración entre SEALSQ y GlobalFoundries se enfoca en desarrollar tecnologías de seguridad basadas en hardware que ayuden a llevar la criptografía poscuántica a los diseños de semiconductores futuros. Uno de los primeros objetivos de la asociación es crear componentes de seguridad listos para usar que otros fabricantes de chips puedan integrar en procesadores futuros. Para lograrlo, SEALSQ y GlobalFoundries trabajarán con MIPS, una empresa de diseño de chips que también es subsidiaria de GlobalFoundries.

Juntas, planean desarrollar módulos de seguridad certificados capaces de ejecutar criptografía poscuántica directamente en hardware en lugar de depender enteramente del software. Estos módulos funcionarían como bloques de construcción de seguridad listos para usar que podrían integrarse en futuros diseños de chips. En lugar de requerir que los desarrolladores creen cada función de seguridad desde cero, los diseñadores podrían incorporar componentes de hardware precertificados específicamente diseñados para seguridad resistente a computadoras cuánticas.

Las empresas también planean desarrollar componentes de Módulo de Seguridad de Hardware Chiplet (CHSM). Estos chiplets enfocados en seguridad podrían eventualmente usarse en sistemas como Módulos de Seguridad de Hardware (HSM), que protegen claves criptográficas sensibles, y Enclaves Seguros, que aíslan datos y operaciones críticas del resto de un dispositivo.

Otro área de desarrollo implica arquitecturas de chiplet seguro. Los chiplets son componentes semiconductores más pequeños que pueden combinarse como bloques de construcción para crear sistemas más grandes y capaces. Los socios tienen como objetivo explorar cómo las funciones de seguridad pueden integrarse en estas arquitecturas como parte de futuras plataformas de semiconductores.

Carlos Moreira, director ejecutivo de SEALSQ y experto reconocido de las Naciones Unidas en ciberseguridad, afirmó: "Una visión compartida a largo plazo entre GlobalFoundries y SEALSQ es que los semiconductores, la ciberseguridad, la criptografía poscuántica y la computación cuántica están convergiendo en un único ecosistema tecnológico". Agregó: "Esta asociación es una oportunidad natural y una validación poderosa de nuestra visión compartida. Juntos, tenemos la oportunidad de ayudar a dar forma a las plataformas tecnológicas seguras y escalables que potenciarán la era cuántica".

La asociación no se limita únicamente a defenderse contra futuras computadoras cuánticas. También tiene como objetivo desarrollar tecnologías de semiconductores que podrían apoyarlas. La mayoría de los procesadores cuánticos operan a temperaturas solo fracciones de grado por encima del cero absoluto, lo que los convierte en algunas de las máquinas más frías jamás creadas. A tales temperaturas, la electrónica convencional puede tener dificultades para funcionar eficientemente.

Para superar este problema, las empresas planean colaborar en circuitos integrados específicos de aplicación criogénica (ASIC) que puedan operar a temperaturas ultrabajas. Estos chips especializados se espera que apoyen la electrónica que rodea los futuros sistemas de computación cuántica y se basarán en el recientemente lanzado negocio de Soluciones de Tecnología Cuántica de GlobalFoundries, así como en las ambiciones continuas de SEALSQ en diseño de ASIC cuántico.

Nicholas Sergeant, vicepresidente y jefe de soluciones de tecnología cuántica en GlobalFoundries, declaró: "Esta asociación se trata de construir la base para la era cuántica: infraestructura digital confiable asegurada por criptografía poscuántica y las tecnologías de semiconductores que permitirán futuros sistemas de computación cuántica".

La mayoría de los procesadores que se encuentran en las computadoras, teléfonos inteligentes e infraestructura de internet actuales se construyen utilizando un enfoque de fabricación conocido como CMOS (semiconductor de óxido de metal complementario). Durante varias décadas, esta tecnología ha permitido a los ingenieros empacar más transistores en chips mientras mejoran el rendimiento y reducen costos. Según las empresas, la misma tecnología ahora está emergiendo como un posible habilitador de la era cuántica porque ofrece la escalabilidad, confiabilidad y eficiencias de costos de plataformas de fabricación de semiconductores establecidas.

La importancia de la asociación se extiende más allá de cualquier tecnología individual. Muchas discusiones sobre computación cuántica se enfocan en los procesadores mismos, pero un ecosistema cuántico funcional requerirá mucho más. Necesitará sistemas de comunicación seguros, cadenas de suministro confiables, electrónica criogénica y hardware capaz de proteger datos contra ataques futuros.

SEALSQ y GlobalFoundries afirman que su colaboración también tiene la intención de apoyar iniciativas de cadena de suministro soberana europea y estadounidense. A medida que los semiconductores avanzados se vuelven cada vez más importantes para la seguridad económica y nacional, los gobiernos están prestando más atención a dónde se diseñan, desarrollan y fabrican las tecnologías críticas.

Sin embargo, el camino por delante sigue siendo largo y desafiante. Las computadoras cuánticas capaces de romper la encriptación moderna aún no han llegado, y muchas de las tecnologías necesarias para apoyar sistemas cuánticos a gran escala aún están en desarrollo. La asociación en sí es un acuerdo estratégico en lugar de un lanzamiento de producto, lo que significa que gran parte del trabajo permanece en las etapas de diseño, prueba y validación. Los próximos pasos implicarán desarrollar y evaluar las tecnologías de seguridad y chips criogénicos propuestos.

Sergeant concluyó: "Juntos, estamos únicamente posicionados para dar a los clientes y socios las tecnologías necesarias para asegurar y permitir el futuro cuántico".