¿Podrá la NASA diseñar un protocolo cuántico que asegure fuera de toda duda que una persona ha pisado Marte?

El 20 de julio de 1969, millones de personas vieron por televisión como Neil Armstrong pisó la Luna, pero el 20% de los estadounidenses aún lo dudan. Algún día veremos por televisión a un astronauta pisar el planeta Marte, ¿cuántos dudarán de la hazaña? ¿Es posible diseñar un protocolo cuántico que garantice, fuera de toda duda, que alguien ha estado en un lugar determinado? Buhrman et al. propusieron un posible protocolo en CRYPTO 2011, pero han surgido dudas en contra; algunos expertos en información cuántica van más allá y creen que se podrá demostrar que es imposible hacerlo. Nos lo cuenta el experto en cifrado cuántico Gilles Brassard, «Quantum information: The conundrum of secure positioning,» Nature 479: 307–308, 17 November 2011. El artículo técnico motivo de la polémica es Harry Buhrman et al., «Position-based quantum cryptography: impossibility and constructions,» Lecture Notes in Computer Science 6841: 429-446, 2011 [ArXiv preprint].

No existe ningún protocolo clásico capaz de resolver este problema (llamado  «secure positioning»), como demostraron matemáticamente Chandran et al., «Position based cryptography,» LNCS 5677: 391-407, 2009. Pero se creía que se podría diseñar un protocolo cuántico capaz de resolver este problema con éxito (un sistema que fuera inviolable igual que los sistemas de cifrado (criptografía) cuánticos son inviolables). De hecho, varias patentes pretenden haber resuelto este problema. Sin embargo, estos protocolos cuánticos pueden ser violados utilizando ciertas propiedades antiintuitivas de la mecánica cuántica, como demostraron matemáticamente Chandran et al., «Position-Based Quantum Cryptography,» ArXiv, 2010. En 2011, los ya mencionados, Buhrman et al., «Position-Based Quantum Cryptography: Impossibility and Constructions,» ArXiv, 2011, han mejorado y extendido los resultados de Chandran et al., pero han encontrado un caso (loophole) en el que su teorema no es aplicable y han desarrollado un protocolo inviolable bajo la condición de que los violadores (hackers cuánticos) no puedan entrelazar nada con el sistema cuántico antes de la ejecución del protocolo. Bajo esta condición este protocolo parece absolutamente seguro, pero Brassard opina que aún no se ha encontrado la solución definitiva del problema. Habrá que esperar a que alguien logre evitar los teoremas de Chandran et al. y Buhrman et al. presentando un protocolo inviolable incluso para los hackers que tengan acceso completo al sistema seguro de posicionamiento.