Até agora, a criptografia quântica exigia equipamentos dedicados a cada um dos demais usuários.
[Imagem: Anta Bucevic]
Internet quântica
Físicos da Universidade de Bristol, no Reino Unido, deram mais um passo rumo à internet quântica e a comunicações totalmente seguras.
Até agora, a interconexão dos nós de uma rede segura - cada nó da rede pode ser considerado como um usuário -, feita por meio da criptografia quântica, exigia que cada um deles possuísse um receptor dedicado a cada um dos outros usuários - o receptor é necessário para transmitir e receber as chaves que codificam as mensagens.
Por exemplo, conectar 10 usuários em uma rede com criptografia quântica exigiria 90 receptores; amplie a rede para 100 usuários e já serão 9.900 receptores. Pode ser útil para algumas aplicações muito dedicadas, mas dificilmente se pode apostar em uma internet quântica nesses moldes devido ao escalonamento exponencial do hardware.
Agora, Siddarth Joshi e seus colegas construíram uma rede com criptografia quântica em que cada usuário precisa ter apenas um receptor.
Entrelaçamento multiplexado
Para simplificar o hardware, a equipe usou o entrelaçamento quântico, o fenômeno pelo qual os fótons que transmitem as mensagens pelas fibras ópticas ficam intrinsecamente conectados, qualquer que seja a distância que os separe.
Assim, garantida a segurança em um fóton, o sistema produz tantos fótons entrelaçados quantos sejam os nós da rede, e os transmite usando o mesmo equipamento para todos os demais usuários.
"Em vez de ter que replicar todo o sistema de comunicação, esta metodologia mais recente, chamada de multiplexação, divide as partículas de luz, emitidas por um único sistema, para que possam ser recebidas por vários usuários de forma eficiente," disse Joshi.
Para demonstração dessa "multiplexação quântica", a equipe criou uma rede de oito usuários, em diferentes locais, usando apenas oito receptores, conectados pela rede de fibra óptica existente na cidade de Bristol.
"Nossa solução é escalável, relativamente barata e, o mais importante de tudo, inexpugnável. Isso significa que é uma virada de jogo emocionante e abre o caminho para um desenvolvimento muito mais rápido e a implantação generalizada dessa tecnologia," disse Joshi.
Parte do hardware da rede com criptografia quântica de oito usuários.
[Imagem: Siddarth K. Joshi]
Custos e erros
É um progresso significativo, mas a disseminação da internet quântica ainda precisará de bastante trabalho: a rede experimental criada pela equipe custou mais de R$2 milhões, e a equipe já calculou que custaria R$32 milhões para conectar 100 usuários - apesar de tudo, é melhor do que os muitos bilhões da tecnologia anterior.
E, conforme a rede cresce, a correção de erros torna-se cada vez mais crítica: se a taxa de erros for alta demais, não é possível distribuir chaves quânticas realmente seguras.
Bibliografia:
Artigo: A trusted node-free eight-user metropolitan quantum communication network
Autores: Siddarth Koduru Joshi, Djeylan Aktas, Sören Wengerowsky, Martin Loncaric, Sebastian Philipp Neumann, Bo Liu, Thomas Scheidl, Guillermo Currás Lorenzo, Zeljko Samec, Laurent Kling, Alex Qiu, Mohsen Razavi, Mario Stipcevic, John G. Rarity, Rupert Ursin
Revista: Science Advances
Vol.: 6, no. 36, eaba0959
DOI: 10.1126/sciadv.aba0959
FONTE: SITE INOVAÇÃO TECNOLOGICA
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