A construção de uma futura internet quântica depende de algo extremamente difícil: transportar estados quânticos delicados por redes que estão constantemente expostas a mudanças de temperatura, vibrações e outras interferências.
Agora, pesquisadores do National Institute of Standards and Technology (NIST), nos Estados Unidos, demonstraram que isso pode ser possível. A equipe conseguiu distribuir fótons emaranhados através de 62 quilômetros de fibra óptica convencional entre instalações do NIST e da Universidade de Maryland.
O experimento aproxima a tecnologia de um cenário muito mais parecido com aquele encontrado nas redes de telecomunicações usadas atualmente.
O grande desafio estava na fibra óptica
Estados quânticos são extremamente sensíveis ao ambiente.
Nas telecomunicações tradicionais, pequenas vibrações ou mudanças de temperatura em uma fibra óptica geralmente não representam um problema significativo. Dados digitais conseguem percorrer enormes distâncias mesmo nessas condições.
Quando estamos falando de informação quântica, porém, a situação muda.
No experimento liderado pelo pesquisador Thomas Gerrits, a equipe utilizou a polarização dos fótons para codificar informações. Essa propriedade está relacionada à orientação do campo elétrico da luz e pode sofrer pequenas alterações quando a fibra se movimenta ou passa por mudanças de temperatura.
Manter as propriedades quânticas necessárias ao longo de 62 quilômetros de uma infraestrutura exposta ao ambiente tornou-se, portanto, uma espécie de teste de resistência.
Yicheng Shi, um dos autores do estudo, descreveu justamente dessa maneira o experimento. A intenção era descobrir se sistemas de redes quânticas poderiam continuar funcionando mesmo quando os pesquisadores não possuem controle absoluto sobre todo o percurso da fibra.
E o resultado mostrou que isso é possível.
Afinal, o que é uma internet quântica?
Apesar do nome, a internet quântica não pretende substituir a conexão utilizada atualmente para acessar sites, assistir a vídeos ou enviar mensagens.
Sua função seria diferente.
Uma futura rede desse tipo poderia conectar computadores quânticos, sensores e outros dispositivos capazes de trabalhar com estados quânticos. Assim, equipamentos localizados em lugares diferentes poderiam compartilhar recursos e informações quânticas.
Um dos elementos fundamentais para isso é o chamado emaranhamento quântico.
Nesse fenômeno, duas partículas podem apresentar estados fortemente correlacionados mesmo quando estão fisicamente separadas.
Isso não permite enviar mensagens instantaneamente nem ultrapassar a velocidade da luz. Protocolos de comunicação quântica continuam dependendo de canais clássicos para transmitir determinadas informações.
O emaranhamento, entretanto, pode funcionar como um recurso essencial para conectar diferentes dispositivos quânticos dentro de uma rede.
Comunicação quântica pode aumentar a segurança
Uma das aplicações mais conhecidas dessas tecnologias envolve a criptografia quântica.
Alguns protocolos permitem detectar tentativas de interceptação porque medir determinados estados quânticos pode modificá-los. Dessa maneira, uma tentativa de espionagem poderia deixar sinais detectáveis.
Isso não significa que uma futura internet quântica será simplesmente “impossível de hackear”.
A segurança continuará dependendo dos equipamentos utilizados, dos protocolos implementados e dos sistemas tradicionais conectados à infraestrutura.
A diferença é que as próprias leis da física quântica podem oferecer novas ferramentas para identificar determinados tipos de interceptação.
Essa característica torna as redes quânticas particularmente interessantes para aplicações que exigem altos níveis de segurança.
O próximo desafio será construir redes maiores
Os 62 quilômetros alcançados pelo NIST não representam um recorde absoluto de distância para distribuição de emaranhamento quântico.
Experimentos anteriores já conseguiram transmitir sinais quânticos por distâncias muito maiores, inclusive utilizando satélites.
A importância desse novo teste está nas condições em que ele foi realizado.
Em vez de depender exclusivamente de um ambiente cuidadosamente controlado em laboratório, os pesquisadores colocaram a tecnologia diante de perturbações semelhantes às encontradas em uma infraestrutura convencional de telecomunicações.
Isso ajuda a responder uma das perguntas fundamentais para o futuro da tecnologia: será possível construir uma internet quântica utilizando parte das redes de fibra óptica que já existem?
O experimento indica que, pelo menos tecnicamente, esse caminho começa a parecer viável.
Ainda existem enormes obstáculos antes que redes quânticas estejam disponíveis em grande escala. Será necessário aumentar as distâncias, conectar mais dispositivos e desenvolver equipamentos capazes de preservar os estados quânticos com alta confiabilidade.
Mas conseguir manter fótons emaranhados em 62 quilômetros de fibra óptica convencional representa um avanço importante. A internet quântica ainda está longe de fazer parte do cotidiano, mas começa lentamente a abandonar o laboratório para enfrentar seu desafio mais importante: funcionar no mundo real.
[ Fonte: Infobae ]
