BTQ y QPerfect publican un diseño a nivel de puertas para firmas cuánticas de un solo uso

Investigadores de BTQ Technologies y de su filial francesa QPerfect han publicado un circuito cuántico explícito para una «firma de un solo uso» (one-shot signature), una clave criptográfica que puede firmar exactamente un mensaje y después queda inutilizada. El artículo, A quantum algorithm for one-shot signatures, detalla los recuentos de qubits y puertas del esquema y ha sido aceptado para su publicación en ACM PQQS 2026, según su ficha en arXiv.

Qué se anunció

En un esquema de firma digital convencional, la clave secreta es una cadena de bits que puede copiarse y reutilizarse indefinidamente. El artículo divulgativo de QPerfect plantea el problema con un caso de delegación: si Alice quiere que Bob apruebe en su nombre una única actualización de software de emergencia, entregarle su clave le da un poder ilimitado, y un registro público que anote el uso de la clave puede manipularse. Una firma de un solo uso sustituye la clave secreta clásica por un estado cuántico. Firmar un mensaje exige medir ese estado, lo que lo destruye, y el teorema de no clonación impide hacer antes una copia de seguridad.

La idea fue introducida por Ryan Amos, Marios Georgiou, Aggelos Kiayias y Mark Zhandry en 2020, recuerda QPerfect. El nuevo artículo la acerca de la teoría a instrucciones cuánticas concretas.

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Los detalles técnicos

El esquema tiene dos etapas. La generación de claves produce una clave pública clásica y una clave secreta cuántica; la firma procesa esa clave cuántica junto con un mensaje para producir una firma clásica, que un ordenador convencional puede verificar. El artículo afirma que la construcción no tiene error algorítmico. Funciona preparando una superposición sobre los elementos de una clase lateral afín aleatoria determinada por una función pseudoaleatoria perforable, junto con un circuito que comprueba la pertenencia a esa clase.

Según el resumen, el número de qubits lógicos escala como Θ(κ log r + n + l) y la complejidad de puertas como Θ(n³ + nl), donde l es la longitud del mensaje y κ el parámetro de seguridad. Quantum Computing Report informa que las firmas de un solo bit requieren entre 206 y 2.438 qubits lógicos según los parámetros de seguridad estudiados, y que los circuitos se validaron con el emulador MIMIQ de QPerfect.

Por qué importa

Una clave cuyo uso único lo impone la física, y no la confianza ni el consenso, podría servir para firmas delegadas, transferencias seguras de tokens y aleatoriedad verificable públicamente, las aplicaciones que mencionan los autores. QCR señala que conservar la clave cuántica hasta usarla favorece al hardware con tiempos de coherencia largos, como los procesadores de átomos neutros.

Qué seguir

Los autores dejan claro que se trata de recuentos previos a la ofuscación: una versión segura aún requiere una generación de claves modificada y una prueba de seguridad para la construcción ofuscada. QCR añade que proteger por completo la generación de claves frente a la manipulación maliciosa de los estados de entrada dependerá de futuros avances en ofuscación cuántica. Además, el número de qubits lógicos necesario sitúa el despliegue práctico más allá del hardware actual.