By Marta González Diz on Jueves, 07 Mayo 2026
Category: TECNOLOGÍA

Criptografía cuántica: qué es y cómo funciona

Imagina que alguien intenta espiar un mensaje y, solo por hacerlo, deja una huella imposible de ocultar. Esa es la promesa de la criptografía cuántica: una forma de proteger claves y comunicaciones aprovechando las leyes más sorprendentes de la física.
 
En este artículo verás qué es, cómo funciona, qué ejemplos reales existen y por qué puede cambiar el futuro de la ciberseguridad.

Índice de contenidos

Qué es la criptografía cuántica

Definición sencilla de criptografía cuántica

La criptografía cuántica es una tecnología de ciberseguridad que utiliza principios de la mecánica cuántica para proteger el intercambio de claves. Su principal ventaja es que permite detectar si un tercero intenta interceptar la comunicación, ya que medir un estado cuántico altera el sistema.

A diferencia de la criptografía tradicional, que se apoya en algoritmos matemáticos, la criptografía cuántica aprovecha propiedades físicas de partículas como los fotones, la polarización y la medición cuántica para reforzar la seguridad de las comunicaciones.

Dicho de forma simple: si una persona intenta espiar un canal cuántico, su intervención deja huellas. En el mundo cuántico, medir u observar un estado no es una acción neutra: modifica el sistema y permite descubrir que la comunicación ha sido intervenida.

Para qué sirve la criptografía cuántica

En la práctica, la criptografía cuántica no suele utilizarse para cifrar directamente todos los datos de una comunicación. Su aplicación más conocida es la distribución cuántica de claves, también llamada QKD, por sus siglas en inglés: Quantum Key Distribution. Este sistema permite que dos usuarios generen y compartan una clave secreta. Después, esa clave puede usarse para cifrar la información mediante métodos convencionales.

Por eso, cuando hablamos de qué es la criptografía cuántica, hablamos de una tecnología pensada para resolver uno de los grandes problemas históricos de la seguridad informática: cómo compartir claves sin que un tercero pueda copiarlas, robarlas o interceptarlas sin ser detectado.

Diferencia inicial con la criptografía post-cuántica

Conviene diferenciarla desde el principio de la criptografía post-cuántica. Aunque ambos conceptos se relacionan con la amenaza de la computación cuántica, no significan lo mismo. La criptografía cuántica usa propiedades físicas cuánticas para proteger la comunicación; la criptografía post-cuántica desarrolla algoritmos resistentes a ataques de ordenadores cuánticos, pero pensados para ejecutarse en sistemas clásicos.

Cómo funciona la criptografía cuántica

Fotones, polarización y claves

Para entender cómo funciona la criptografía cuántica, imaginemos una comunicación entre emisor, que quiere enviar una clave, y receptor, que quiere recibirla. Entre ambos puede aparecer una tercera persona, una posible espía que intenta interceptar la información.
El proceso se basa en el envío de partículas de luz, llamadas fotones. Estos fotones pueden prepararse en distintos estados de polarización. Emisor envía una secuencia de fotones con determinados estados, y receptor los mide usando diferentes bases de medición.

Qué es la distribución cuántica de claves o QKD

Si  receptor mide el fotón con la base correcta, puede obtener el mismo valor que emisor envió. Si usa una base incorrecta, el resultado puede ser aleatorio. Después, emisor y receptor comparan públicamente qué bases utilizaron, pero sin revelar los valores de los bits. Así descartan los casos no válidos y conservan una clave compartida.

Este mecanismo se conoce como distribución cuántica de claves o QKD. Su objetivo no es enviar el mensaje completo por el canal cuántico, sino generar una clave secreta entre emisor y receptor. Después, esa clave puede emplearse en modelos de cifrado simétrico.

Cómo se detecta a un espía

La gran ventaja es que cualquier intento de espionaje deja señales. Si la tercera persona intercepta los fotones, debe medirlos; y al medirlos, altera su estado. Esa alteración se traduce en errores detectables por emisor y receptor. Así, observar modifica el sistema observado.

Por qué la criptografía cuántica es segura

No se puede observar sin modificar

La seguridad de la criptografía cuántica se apoya en una idea distinta a la de los sistemas tradicionales. Mientras muchos algoritmos clásicos dependen de la dificultad matemática, la criptografía cuántica se basa en leyes físicas.
El primer principio clave es que no se puede observar sin modificar. En una comunicación cuántica, los fotones transportan información en estados muy sensibles. Si un intruso intenta medirlos para obtener la clave, introduce cambios en el sistema.

Teorema de no clonación

El segundo principio es el teorema de no clonación. En términos simples, un estado cuántico desconocido no puede copiarse de forma perfecta. Un archivo, una contraseña o una clave digital pueden duplicarse sin dejar rastro, pero un estado cuántico no puede “fotocopiarse” sin modificarlo.

Irreversibilidad de la medida cuántica

El tercer principio es la irreversibilidad de la medida cuántica. Cuando se mide un estado, este colapsa hacia un resultado concreto y no puede volver exactamente a su condición anterior. Por eso, en criptografía cuántica, un espía no solo intenta leer la comunicación: deja huellas.
Podría interesarte: Cómo comunicar las amenazas de la ciberseguridad

Protocolos de criptografía cuántica más conocidos

Protocolo BB84

Dentro de la criptografía cuántica existen varios protocolos diseñados para generar y compartir claves de forma segura. El más conocido es BB84, propuesto por Bennett y Brassard en 1984. Se basa en el envío de fotones polarizados. Emisor prepara fotones en distintas bases, receptor los mide también con bases elegidas aleatoriamente y, después, ambos comparan públicamente qué bases usaron. Cuando las bases coinciden, conservan esos bits para formar la clave; cuando no coinciden, los descartan.

Protocolo B92

El protocolo B92 apareció como una versión más simple. En lugar de trabajar con cuatro estados como BB84, utiliza dos estados cuánticos no ortogonales. Mantiene la misma lógica: aprovechar la imposibilidad de medir ciertos estados sin introducir alteraciones detectables.

Protocolo E91

El protocolo E91, propuesto por Artur Ekert, utiliza pares de fotones entrelazados. En este caso, la seguridad se apoya en el entrelazamiento cuántico y en la correlación entre partículas. Si alguien intenta intervenir, se alteran las correlaciones esperadas y la intrusión puede detectarse.

Criptografía cuántica: ejemplos y aplicaciones reales

Banca y servicios financieros

Un primer caso está en la banca y los servicios financieros. Las entidades que gestionan transferencias, operaciones internacionales, datos de clientes o información de mercado necesitan sistemas capaces de resistir amenazas avanzadas. La criptografía cuántica puede aportar valor en el intercambio de claves entre sedes, centros de datos o redes corporativas críticas.

Gobiernos, defensa e infraestructuras críticas

Otro campo importante son los gobiernos y organismos de defensa. En estos entornos, la confidencialidad no solo es una cuestión económica, sino estratégica. La distribución cuántica de claves puede utilizarse para reforzar comunicaciones diplomáticas, militares o institucionales.
También existen aplicaciones en infraestructuras críticas, como redes eléctricas, sistemas de transporte, telecomunicaciones, hospitales o centros de investigación. Estos sectores dependen de comunicaciones fiables y seguras, por lo que cualquier avance en protección de claves puede reducir riesgos frente a ciberataques.

Fibra óptica, aire libre y satélites

La fibra óptica es uno de los medios más estudiados para transmitir fotones en criptografía cuántica. Permite transportar luz a largas distancias, aunque factores como la atenuación, la longitud de onda y el tipo de fibra influyen en el rendimiento del canal.
También se estudian comunicaciones por aire libre y satélite, especialmente para superar las limitaciones de distancia de las redes terrestres. En estos casos, los fotones pueden enviarse entre estaciones y satélites, aunque aparecen retos como turbulencia, absorción, dispersión o ruido de fondo.

Criptografía cuántica vs criptografía post-cuántica

Aunque se parecen en el nombre, criptografía cuántica y criptografía post-cuántica no son lo mismo. La primera utiliza principios físicos de la mecánica cuántica para proteger el intercambio de claves; la segunda desarrolla algoritmos resistentes a ordenadores cuánticos, pero pensados para funcionar en sistemas digitales actuales.
Para entender mejor la diferencia entre ambas tecnologías, conviene compararlas por su base, objetivo, infraestructura y aplicación práctica:

Comparativa entre criptografía cuántica y criptografía post-cuántica

Aspecto Criptografía cuántica Criptografía post-cuántica
Base Usa principios físicos de la mecánica cuántica. Usa algoritmos matemáticos resistentes a ordenadores cuánticos.
Objetivo principal Proteger el intercambio de claves mediante QKD. Proteger sistemas digitales actuales frente a ataques cuánticos.
Infraestructura Requiere fotones, detectores, canales cuánticos o fibra óptica preparada. Puede integrarse en ordenadores, servidores, aplicaciones y redes actuales.
Uso más habitual Comunicaciones críticas de alta seguridad. Migración criptográfica general en empresas y administraciones.
Relación con el cifrado No suele cifrar todo el mensaje; protege la distribución de claves. Sustituye o refuerza algoritmos criptográficos vulnerables.
Adopción Más compleja y costosa por sus requisitos físicos. Más escalable porque funciona sobre infraestructuras clásicas.

Idea clave: la criptografía cuántica destaca por detectar intervenciones en el intercambio de claves, mientras que la criptografía post-cuántica busca adaptar la seguridad digital actual a un futuro donde los ordenadores cuánticos puedan romper algunos sistemas tradicionales.

​

Diferencias principales

La criptografía cuántica suele requerir infraestructura específica, como fuentes de fotones, detectores, canales cuánticos o fibra óptica preparada. Su aplicación más conocida es la distribución cuántica de claves o QKD, que permite generar claves seguras entre dos partes.

La criptografía post-cuántica, también escrita como criptografía post cuántica o criptografia postcuantica, no necesita enviar fotones ni crear un canal cuántico. Su objetivo es actualizar los sistemas criptográficos clásicos para que sigan siendo seguros frente a futuros ataques de ordenadores cuánticos.

Qué es el cifrado postcuántico

El cifrado postcuántico es un conjunto de algoritmos diseñados para resistir ataques de futuros ordenadores cuánticos. A diferencia de la criptografía cuántica, puede integrarse de forma progresiva en ordenadores, servidores, aplicaciones, navegadores y redes actuales.

Por eso, muchas empresas adoptarán primero soluciones post-cuánticas antes que sistemas de criptografía cuántica, ya que su implementación es más escalable y no exige una infraestructura física tan especializada.

Por qué ambas tecnologías pueden convivir

La criptografía cuántica y la criptografía post-cuántica no compiten necesariamente. La primera puede reforzar comunicaciones críticas de alta seguridad, mientras que la segunda facilita una migración más amplia de la seguridad digital actual hacia un escenario resistente a la computación cuántica.

En resumen, el futuro de la ciberseguridad probablemente combinará criptografía tradicional robusta, algoritmos post-cuánticos y, en entornos estratégicos, distribución cuántica de claves.

Ventajas y límites de la criptografía cuántica

Principales beneficios

La criptografía cuántica ofrece una ventaja diferencial frente a los sistemas tradicionales: permite detectar intentos de espionaje durante el intercambio de claves. Aprovecha principios físicos que hacen visible la intervención de un tercero.

Entre sus beneficios destacan la mayor seguridad en la distribución de claves, la detección de intrusos, la protección de información sensible y el potencial para reforzar sectores como banca, defensa, telecomunicaciones e infraestructuras críticas.

Retos técnicos y costes

Sin embargo, también tiene límites importantes. La criptografía cuántica requiere infraestructura especializada, como fuentes de fotones, detectores, fibra óptica preparada o canales de transmisión adecuados. Esto hace que su adopción sea más compleja y costosa que la de los sistemas criptográficos convencionales.

Tampoco debe interpretarse como una solución universal que sustituye de inmediato a toda la criptografía actual. En muchos casos, la criptografía tradicional sigue siendo necesaria y eficaz, especialmente cuando se combina con buenas prácticas de seguridad, algoritmos actualizados y una transición progresiva hacia modelos de criptografía post-cuántica.

Por qué la criptografía cuántica será clave en el futuro de la ciberseguridad

Un nuevo escenario para proteger datos sensibles

La criptografía cuántica será cada vez más importante porque la ciberseguridad está entrando en una etapa de transición. El avance de la computación cuántica obliga a replantear cómo se protegerán los datos más sensibles.

Uno de los grandes retos es que cierta información necesita mantenerse protegida durante mucho tiempo. Datos financieros, historiales médicos, propiedad intelectual, comunicaciones gubernamentales o secretos industriales pueden conservar valor durante años. Esto abre la puerta a una amenaza clara: almacenar información cifrada hoy para intentar descifrarla en el futuro, cuando existan tecnologías más potentes.

Una oportunidad para profesionales de ciberseguridad

Esta tecnología obliga a los profesionales de ciberseguridad a ampliar su mirada. Ya no basta con conocer firewalls, redes, malware o cifrado clásico. El futuro exigirá comprender conceptos como QKD, criptografía post-cuántica, computación cuántica, gestión de claves y protección de infraestructuras críticas.

Para empresas y profesionales, esto representa una oportunidad clara de especialización. La seguridad digital del futuro necesitará perfiles capaces de entender tanto los fundamentos técnicos como las implicaciones estratégicas de estas tecnologías. La criptografía cuántica no es solo un tema de laboratorio: es una pieza del nuevo mapa de la ciberseguridad avanzada.

En este contexto, formarse en ciberseguridad avanzada deja de ser una opción secundaria. Las organizaciones necesitarán profesionales capaces de evaluar riesgos, adaptar infraestructuras, interpretar nuevas amenazas y decidir cuándo conviene aplicar criptografía cuántica, criptografía post-cuántica o soluciones híbridas. Para quienes buscan crecer profesionalmente en tecnología, anticiparse a estos cambios puede marcar la diferencia entre conocer la seguridad digital actual y liderar la seguridad digital del futuro.

FAQs sobre criptografía cuántica

Respuestas claras sobre criptografía cuántica, QKD, cifrado postcuántico y su impacto en la ciberseguridad.

¿Qué es la criptografía cuántica?
La criptografía cuántica es una tecnología de ciberseguridad que utiliza principios de la mecánica cuántica para proteger el intercambio de claves. Su objetivo es detectar si un tercero intenta interceptar la comunicación, ya que medir un estado cuántico altera el sistema y deja señales visibles.
¿La criptografía cuántica es invulnerable?
La criptografía cuántica no es invulnerable en todos los escenarios, pero permite detectar intentos de espionaje durante la distribución de claves. Si alguien mide los estados cuánticos enviados, modifica la comunicación y puede generar errores visibles para emisor y receptor.
¿Qué es QKD en criptografía cuántica?
QKD significa distribución cuántica de claves. Es un método que permite a dos partes generar y compartir una clave secreta usando propiedades de la mecánica cuántica. Después, esa clave puede utilizarse para cifrar información mediante sistemas criptográficos tradicionales.
¿Es lo mismo criptografía cuántica que criptografía post-cuántica?
No, la criptografía cuántica y la criptografía post-cuántica no son lo mismo. La criptografía cuántica usa principios físicos cuánticos para proteger claves. La criptografía post-cuántica, también buscada como criptografía post cuántica o criptografia postcuantica, crea algoritmos resistentes a ordenadores cuánticos.
¿Qué es el cifrado postcuántico?
El cifrado postcuántico es un conjunto de algoritmos diseñados para resistir ataques de futuros ordenadores cuánticos. A diferencia de la criptografía cuántica, no necesita fotones ni canales cuánticos, ya que puede integrarse en sistemas digitales actuales.
¿Dónde se usa actualmente la criptografía cuántica?
La criptografía cuántica se usa principalmente en entornos de alta seguridad. Puede aplicarse en banca, defensa, gobiernos, telecomunicaciones, investigación e infraestructuras críticas. También se estudia en redes de fibra óptica y comunicaciones satelitales.
¿Por qué es importante la criptografía cuántica para la ciberseguridad?

Formaciones que podrían interesarte

Máster en ciberseguridad

Curso en ciberseguridad

Referencias bibliográficas

Leave Comments