UPM: al timón de la ciberseguridad cuántica en España y Europa
El papel principal de la UPM en la estrategia nacional para la ciberseguridad cuántica.
Proteger la información crítica y las comunicaciones estratégicas requiere un salto tecnológico: ciberseguridad cuántica de extremo a extremo frente a cualquier intento de intrusión.
Si queremos que tecnologías como la inteligencia artificial alcancen todo su potencial de desarrollo; que el coche autónomo funcione; que los satélites nos sigan avisando de posibles ataques en el contexto de la guerra híbrida actual o, sencillamente, seguir utilizando nuestros teléfonos móviles o evitar que la seguridad de nuestras claves bancarias quede comprometida, necesitamos garantías de seguridad que la criptografía clásica no puede ofrecer.
La ciberseguridad cuántica lo consigue gracias a la aleatoriedad perfecta de los estados de fotones individuales que transportan las claves y al principio de no clonación de estos estados cuánticos.
Ello asegura que cualquier intento de medición o interferencia será inmediatamente detectado, haciendo inviolables las claves generadas de extremo a extremo debido a los principios universales de la física cuántica.
La amenaza cuántica
La mayor amenaza se basa en la posibilidad de que alguien desarrolle un ordenador cuántico, capaz descifrar rápidamente los algoritmos criptográficos clásicos, como RSA, que actualmente aseguran la mayoría de nuestras comunicaciones y datos digitales.
Quien primero consiga desarrollarlo, obtendrá una ventaja decisiva en ciberdefensa, protección de datos y control de infraestructuras críticas. Este liderazgo se hará patente con lo que algunos ya llaman ‘el día Q’.
En esta carrera contrarreloj, bien para llegar el primero, bien para defenderse de la posible amenaza, se hallan inmersos Estados Unidos, China y Europa, cada bloque desarrollando su propia tecnología.
La inversión estratégica proviene no solo de grandes corporaciones tecnológicas e inversores de capital riesgo especializados, sino también de fondos soberanos que financian proyectos críticos de investigación y desarrollo cuántico.
Un riesgo cada vez más cercano
Por ahora, ninguno ha conseguido desarrollar un ordenador cuántico capaz de romper los algoritmos criptográficos clásicos, pero la posibilidad de que eso suceda parece cada vez más cercana.
A esto se suma una amenaza inmediata conocida como ‘cosechar ahora, descifrar después’, una táctica en la que los ciberdelincuentes recopilan datos cifrados actualmente para descifrarlos en el futuro, cuando la computación cuántica sea lo suficientemente avanzada para romper los algoritmos de cifrado actuales.
La ciberseguridad cuántica no es, entonces, simplemente la próxima moda tecnológica, es una necesidad estratégica para garantizar que nuestras comunicaciones e infraestructuras críticas permanezcan seguras frente a la amenaza cuántica.
La comunicación cuántica
A diferencia de la teoría de la información tradicional, basada en bits binarios (0 y 1), la información cuántica utiliza qubits, que pueden representar múltiples estados simultáneamente de la materia gracias a fenómenos como la superposición y el entrelazamiento cuántico.
Este paradigma abre nuevas posibilidades en el procesamiento, permitiendo resolver problemas complejos de forma exponencialmente más rápida y segura (especialmente en determinados tipos de problemas críticos, relacionados con optimización, seguridad, simulación y comunicaciones).
El secreto está en la aleatoriedad. Mientras que la clásica utiliza algoritmos basados en la lógica matemática, de manera que cualquier hacker que la entienda podría resolver el problema y acceder a la información, la cuántica se rige por las leyes de la física relacionada a su vez con el comportamiento de la materia a nivel atómico y subatómico.
No es que de esta forma las comunicaciones se vuelvan inviolables, pero el intento de espionaje se intercepta de forma inmediata. Las comunicaciones se vuelven chivatas.
Distribución Cuántica de Claves
La aplicación más desarrollada dentro de estas comunicaciones es la Distribución Cuántica de Claves (QKD del inglés Quantum Key Distribution), un método que, como hemos mencionado antes, utiliza partículas cuánticas (fotones) para transmitir información.
Aquí no se transmite un mensaje completo, lo que se envía es una clave secreta y ultrasegura que se usará para codificar el mensaje. Una vez que tienen la clave, el mensaje real se envía por canales clásicos, ahora cifrado mediante claves cuánticas.
La seguridad de la clave no depende de la habilidad ni de la infraestructura de un hacker, sino de las leyes fundamentales de la física de manera que, si alguien intenta copiar la información, esta se verá alterada por un efecto físico detectable e inevitable.
Esto convierte a QKD en una de las tecnologías llamadas a integrarse en las arquitecturas de ciberseguridad de sectores críticos como banca, defensa, energía, salud e infraestructuras de telecomunicaciones.
El impulso de la UE
Rezagados en la industria cuántica respecto a países como los Estados Unidos y China, la Comisión Europea decidió impulsar el desarrollo de estas tecnologías al objeto de salvaguardar la competitividad, la soberanía tecnológica y la seguridad nacional de los estados miembros y sus ciudadanos.
Bajo la premisa de que el desarrollo de las comunicaciones cuánticas debe ser un elemento estratégico en Europa, la Comisión Europea lanzó, en octubre de 2018, el Quantum Flagship, un programa dotado con 1.000 millones de euros para impulsar la investigación y el desarrollo de tecnologías cuánticas en toda Europa.
Ya en 2019, creó la European Quantum Communications Infrastructure (EuroQCI), para desplegar una infraestructura de comunicaciones cuánticas que conecte toda Europa y que posicione a la región como líder mundial en este terreno.
La alineación española
España no tardó en alinearse con la estrategia europea. Lo hizo a través de sus propias iniciativas.
Una fue el Plan Complementario de Comunicaciones Cuánticas, lanzado en 2021. Dotado con 76 millones de euros y respaldado con los fondos del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia NextGeneration EU, se unieron al plan las comunidades autónomas de Madrid, Castilla y León, Cataluña, Galicia, País Vasco y Valencia, junto con el CSIC.
Un equipo de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) liderado por Vicente Martín Ayuso, fue el responsable de coordinar los planes de las distintas comunidades.
MADQuantum-CM
El mismo equipo de la UPM fue el que se encargó de coordinar el plan regional en la Comunidad de Madrid con el proyecto denominado MADQuantum-CM.
La iniciativa fue premiada en los D+I Innovation Awards 2023, en la categoría Mejor Proyecto Público de Apoyo a la Digitalización
El proyecto, que tuvo su hito final en noviembre de 2025, reunió a diversas instituciones, entre ellas el Centro Español de Metrología (CEM) y el CSIC. Otras instituciones que han participado en MADQuantum-CM, junto a la UPM coordinador e interlocutor con la Comunidad de Madrid, son: la Universidad Autónoma de Madrid, la Universidad Complutense de Madrid, Fundación IMDEA Software e IMDEA Networks, Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial y la Fundación Vithas.
Ahora que el plan principal de desarrollo de las infraestructuras cuánticas de Madrid (MadQCI) ha llegado a esta etapa de implantación inicial, José Luis Rosales Bejarano, integrante del Grupo de Investigación en Información y Comunicación Cuántica (GIICC) de la UPM y miembro activo en el programa como coordinador de las áreas de transferencia tecnológica y la parte de formación, resume algunos de los resultados obtenidos.
Creación de infraestructura
Teniendo en cuenta que se trata de la creación de una industria completamente nueva, el primer objetivo de MADQuantum-CM fue desarrollar infraestructura y estandarizar el avance tecnológico.
Gracias a la coordinación de la UPM, Madrid cuenta ahora con una red de ciberseguridad cuántica de aproximadamente 270 km de perímetro.
Además, el plan complementario ha logrado desplegar infraestructuras de comunicación cuántica basadas en fibra óptica no solo en Madrid, sino también en otras regiones de España, incluyendo Galicia (Vigo-Santiago), Cataluña, Castilla y León y el País Vasco.
Creación de Quantum Lab
Siguiendo con el plan de Madrid, la UPM ha creado un laboratorio de tecnologías cuánticas (Quantum Lab) en el campus Montegancedo.
Allí se alojan los racks -bastidores que contienen los equipos de comunicación óptica-. Ubicado en el Centro de Procesamiento de Datos (CPD) de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Informáticos (ETSI Inf), en el Quantum Lab se utilizan estos racks para concentrar y distribuir las claves cuánticas hacia otros laboratorios de investigación en toda la Comunidad de Madrid, mientras que el nodo central de la red se encuentra en el rectorado de la UPM.
De cara al futuro, junto con la comunicación cuántica, el Lab operará sistemas de simulación cuántica que permitirán desarrollar nuevos programas de investigación y casos de uso en ciberseguridad.
Su función será explorar las comunicaciones de manera radicalmente más segura que los métodos clásicos, combinando cifrado híbrido “quantum-safe”, que integra claves generadas directamente en la red cuántica, con claves post-cuánticas basadas en algoritmos matemáticos resistentes incluso a los ordenadores cuánticos.
El laboratorio conecta varias universidades con el rectorado, designando cada edificio conectado como ‘nodo confiable’, lo que garantiza la seguridad y trazabilidad de la información en toda la red MadQCI.
El Quantum Lab de la UPM en Montegancedo está vinculado al nodo del Rectorado mediante un enlace QKD de fibra óptica de 23 km, que ofrece un entorno ideal para validar la seguridad end-to-end de las comunicaciones cuánticas en aplicaciones industriales.
En concreto, este espacio se ha consolidado como un punto clave para la investigación en Distribución de Claves Cuánticas (QKD) y en Redes Definidas por Software (SDN).
Generación de conocimiento
Asimismo, el Plan Complementario ha generado 14 patentes, 12 registros de propiedad intelectual, así como la consolidación de más de 20 colaboraciones industriales con empresas del ámbito nacional, como Telefónica, Nestlé, INDRA, Cellnex, SENER, ispasat, Oesía o GMW Aerospace and Defence.
Crear ecosistema cuántico
El paso siguiente a la creación de infraestructura, fue crear ecosistema cuántico. En esta línea se puso en marcha el programa MADQ Business Venture impulsado también por la UPM.
El propósito era apoyar con mentorización y financiación a empresas tecnológicas de nueva creación para el desarrollo de pruebas de concepto de la seguridad cuántica.
Cinco fueron las startups seleccionadas finalmente:
QDynamics. Estudia el comportamiento de los sistemas de distribución de claves cuánticas (QKD) en condiciones de red reales para permitir el control predictivo de la infraestructura QKD, incluidos los nodos terrestres y satelitales.
LuxQuanta. Ofrece NOVA LQ®, el primer sistema QKD comercial de variable continua de Europa, que se integra con redes ópticas existentes sin nuevas fibras para comunicaciones cuánticas seguras, rentables y escalables.
g2-Zero. Desarrolla fuentes semiconductoras de fotón único y componentes cuánticos fotónicos que son robustos, Fácil de integrar y escalable, compatible con comunicaciones y computación cuántica seguras.
Eye4Sky. Crea dispositivos de corrección de polarización compactos y de bajo consumo para QKD utilizando cristales líquidos. Tecnología sin partes móviles, ideal para satélites, drones y estaciones terrestres portátiles.
Puffin Security. Diseña una plataforma distribuida de “Cifrado como servicio” basada en QKD, simplificando la computación cuántica. Adopción de seguridad para empresas con altas necesidades de seguridad, actualmente en diseño y prototipado.
A las mencionadas, hay que sumar los proyectos de Qoolnet, Quside, HYBPIC, IANTUM-TECH y Nanological), mentorizados en otros puntos.
Estrategia de Tecnologías Cuánticas en España
Al Plan Complementario de Comunicaciones Cuánticas le ha seguido la primera Estrategia de Tecnologías Cuánticas en España (2025-2030), anunciada por el Gobierno de la nación el pasado mes de abril con inversiones en línea con la Unión Europea en tres áreas clave: computación, comunicaciones y sensórica cuánticas.
La Estrategia contempla una inversión de 808 millones de euros provenientes de los Fondos FEDER y del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia (PRTR). El Gobierno confía en que la cifra final alcance los 1.500 millones de euros sumando inversiones privadas y europeas.
Hub Nacional de Comunicaciones Cuánticas
Como primera iniciativa dentro de la Estrategia, el Consejo de Ministros aprobó la creación del Hub Nacional de Excelencia Comunicaciones Cuánticas.
Con una inversión inicial de 10 millones, regula la concesión directa de subvenciones a entidades de referencia en el ámbito de las comunicaciones cuánticas
En total, han sido ocho las instituciones seleccionadas para repartirse los 10 millones de ayudas correspondiendo las partidas más importantes al Instituto de Ciencias Fotónicas y al CSIC, con 2.480.000 euros cada una de ellas y, en tercer lugar, el Grupo de Investigación en Información y Comunicación Cuántica (GIICC) de la Universidad Politécnica de Madrid con 1.430.000 euros.
Reconocimiento europeo al papel de la UPM
Además de coordinar el hub nacional, la UPM ha sido designada como el centro responsable del área de formación y divulgación de tecnologías cuánticas para el hub europeo.
Esta confianza por parte de Europa reconoce la labor de la UPM en la investigación, y este papel le permitirá desarrollar programas especializados para formar a futuros profesionales y difundir el conocimiento sobre esta tecnología emergente en el continente.
El profesor José Luis Rosales Bejarano será quien se encargue de capitanear el área de formación, divulgación e innovación en tecnologías de comunicación cuántica dentro del hub en la UPM.
En conjunto, el GICC es responsable de la ejecución de todo el proyecto, liderado por el profesor Vicente Martín Ayuso en colaboración con los profesores Juan Pedro Brito Méndez y la profesora Laura Ortiz.
Falta de talento no es el problema. Según comprobó el propio Rosales en un estudio realizado para la UNESCO, usando datos del Banco Mundial, España, en 2024, con una inversión en investigación de apenas el 1,44% del PIB, había generado 1.117 publicaciones científicas en tecnologías cuánticas.
En comparación, Alemania, con un 3,13% del PIB -más del doble que España- y contando con más del doble de investigadores en este campo, produjo 2.670 publicaciones. Además, su PIB (en PPA) es aproximadamente el doble que el español.
Estos datos muestran que, por cada euro invertido, la investigación cuántica española obtiene un rendimiento excepcional, situando al país entre los más eficientes del mundo en producción científica en este ámbito.
El reto ahora es que la cuántica trascienda de la élite del conocimiento y permee en el resto de la economía y sociedad como unas tecnologías capaces que cambiar el paradigma no solo de numerosas industrias sino también la de la ciudadanía en cuanto que promete transformar radicalmente la forma en la que procesamos y comprendemos la información.
¿Cómo se va a hacer?
El Hub Nacional de Excelencia en Comunicaciones Cuánticas es un proyecto que finaliza el próximo año. A la UPM se le ha encargado crear un road map para coordinar las distintas iniciativas que vayan surgiendo en torno a la propuesta.
El GICC de la UPM será quien lo coordine en materia de emprendimiento, innovación y formación bajo la supervisión del profesor José Luis Rosales.
Aunque quedan flecos por resolver en la hoja de ruta, hay puntos de la estrategia que Rosales Bejarano tiene ya claros. Son estos:
Alianzas
Los mejores equipos de investigación multidisciplinares formarán parte del hub.
Entre los integrantes que justifican el apelativo de “excelencia” son: el Instituto de Ciencias Fotónicas de Cataluña (ICFO); el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC); el referido grupo GICC de la UPM Comunidad de Madrid; el COM, de la Universidad de Vigo, con experiencia en antanes, radares y comunicaciones ópticas; el Donostia Internationa Physics Center (DIPC) del País Vasco, a la vanguardia en la investigación en física cuántica y materiales; el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA); el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y el Photonics Research Labs iTEAM (PRL) de la Universitat Politècnica de Valencia.
Pilares estratégicos del hub
Dentro de este apartado se incluyen los siguientes puntos:
Maduración tecnológica: Que se apoya en la investigación aplicada coordinada entre instituciones de referencia.
Transferencia y casos de uso industrial. Se trata de impulsar la transferencia tecnológica y la investigación a casos de uso industrial desarrollando soluciones reales.
Formación y desarrollo de talento. Propiciar la formación de perfiles mixtos (experimentales y profesionales) así como de capacitación adaptada. Más allá de los laboratorios, la formación deberá trascender a personas decisoras que lideren los equipos.
Proyección y liderazgo internacional. Mediante la participación en programas europeos y el fortalecimiento del ecosistema nacional.
Principios de actuación
En cuanto a los criterios que regirán la forma de proceder en el hub, Rosales destaca:
Dirección colegiada. Decisiones consensuadas entre universidades y centros de excelencia.
Transición híbrida. No se trata de saltar de la comunicación clásica a la cuántica de la noche a la mañana, sino de hacer una transición suave.
“No queremos sustituir las claves clásicas, sino reforzarlas y aumentar su seguridad mediante lo que llamamos crypto-agility: la habilidad de adaptarnos rápidamente a nuevos algoritmos de cifrado y actualizar claves o métodos obsoletos antes de que supongan un riesgo, aprovechando para ello las capacidades de seguridad de la red QKD.”
Alianzas estratégicas. Se refiere este punto a la coordinación compartida con instituciones como ICFO; CSIC y otros actores nacionales
Formación y difusión: Con programas especializados para profesionales y líderes del ecosistema cuántico.
Impulso emprendedor. Buscar la complicidad de los emprendedores y startups para el avance y maduración de estas tecnologías hacia soluciones comerciales escalables.
Tanto en lo que respecta a la formación como al empuje emprendedor, el Centro de Apoyo a la Innovación Tecnológica (CAIT) de la UPM cuyo responsable de Arístides Senra, desempeñará un papel principal.
El salto al futuro
Para empezar a impulsar el hub organizó la UPM la jornada MadQuantum-CM: Emprendimiento, Ecosistema y Futuro de las Comunicaciones Cuánticas celebrada el pasado 11 de diciembre en las instalaciones de Matadero Madrid.
Teniendo en cuenta que corresponde a los jóvenes investigadores impulsar el ecosistema cuántico en la próxima década, a ellos se les cedió la palabra durante la mañana.
Procedentes del Centro Español de Metrología (CEM), Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial, IMDEA Networks, Universidad Autónoma de Madrid, Universidad Complutense de Madrid, Telefónica Innovación Industrial y Universidad Politécnica de Madrid, los jóvenes investigadores expusieron algunas de sus soluciones más disruptivas para los retos que afronta la viabilidad de las comunicaciones cuánticas.
Hablaron, entre otras cosas, de sincronización de sistemas ultra precisa; de control y gestión de redes avanzadas para la computación en la nube; de cálculo de rutas en redes muy grandes; del internet cuántico y de cómo conseguir criptografía más allá de la distribución cuántica de clave criptográfica.
Reconocimientos
Ya por la tarde, abrió la jornada Fernando Pescador, Vicerrector para Universidad Digital en la UPM, con la entrega de dos galardones concedidos por el grupo de investigación cuántica de la UPM en señal de agradecimiento por la colaboración al área de Tecnología de la Información y a la Oficina de Transferencia de Tecnología.
Oportunidad de negocio
Al objeto de impulsar la creación de un ecosistema nacional de innovación e industrialización para esta tecnología que favorezca el nacimiento de un nuevo sector industrial, distintos actores del ecosistema tomaron la palabra durante la tarde en mesas específicas.
A la intervención de las distintas startups beneficiarias del programa MadQ Business Venture se sumaron dos mesas de debate.
La primera , coordinada por Arístides Senra, director del programa de emprendimiento de la UPM, se centró en el área del negocio en QKD.
Contó con la participación de Paloma Cabello, la primera persona en Europa en sentarse en la junta directiva global del Foro Empresarial MIT y referente en el sector de la inversión asociada a la innovación y deep tech y fundadora y CEO del Programa GEAR, una iniciativa de formación de alto rendimiento para emprendedores y Pedro J. Rodríguez Cantó, director de desarrollo de negocio en el centro de Nanofotónica de la Universidad Politécnica de Valencia.
Sin menoscaban el trabajo que los jóvenes investigadores desarrollan en los laboratorios, se les animó a dar el salto al prototipado y a validar sus tecnologías en el mercado, bien a través de una startups u otra fórmula similar aprovechando un momento que Cabello calificó de “fantástico” en lo que atañe a la oportunidad histórica de contribuir a reescribir una industria.
Planteó también Senra a los expertos cómo retener en nuestro país estos “talentos brillantes” en lugar de dejarles ir a polos más excitantes ahora mismo, como son Estados Unidos o Asia. “Para retener talento hay que crear infraestructura, hay que tener empresas, hacen falta sitios donde puedan trabajar y seguir progresando”, fue la respuesta de Rodríguez Cantó.
En materia de financiación, se valoró muy positivamente la aportación del dinero público como prueba del compromiso firme del Gobierno de la nación con el desarrollo de las tecnologías cuánticas, donde está jugando un papel crucial en las etapas iniciales.
Pero también lanzó Cabello un llamamiento a la iniciativa personal de aquellos que conocen bien el segmento y su capacidad para que se mueva el dinero público. “El dinero privado llegará después, con la validación de la inversión pública”, concluyó.
Corporaciones tractoras
Ya en un segundo panel intervinieron algunas de las grandes corporaciones que trabajan en el desarrollo de estas tecnologías.
En la mesa, moderada por el profesor José Luis Rosales, participaron David Domingo, de Indra; Rafael Cantó, de Telefónica; Fernando Labarga, de GMV Aerospace and Defense; y Víctor de Agustín, de Cipherbit-Grupo Oesía.
Tras exponer algunas de las líneas de desarrollo de negocio cuántico acometidas en sus respectivas empresas y los obstáculos que afrontan, coincidieron todos en la necesidad de seguir avanzando y colaborar estratégicamente en una visión de país más allá de sus propias cuentas de resultados.
Aprovechando esta perspectiva más trascendente de las corporaciones, aprovechó José Luis Rosales para clausurar la jornada exponiendo las claves para el desarrollo del hub expuestas arriba.