25/05/2022 - 15:58
Pesquisadores deram um passo fundamental em direção a uma internet quântica ultrassegura, criando uma rede rudimentar de compartilhamento de informações usando teletransporte em três tempos, revelaram em um estudo publicado nesta quarta-feira (25).
Uma internet quântica – que não deve surgir nos próximos dez anos – será uma rede em grande escala que conectará usuários por meio de aplicativos inéditos e “impossíveis de serem produzidos com a web clássica”, explicou Ronald Hanson à AFP, da Universidade de Delft (Holanda), co-autor desses trabalhos publicados na revista Nature.
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Na internet quântica, a troca de informações não é feita na forma de bits clássicos – os valores 0 e 1 que são a base da computação -, mas de bits quânticos (qubits).
Esses qubits exploram as leis da física quântica, que governam o mundo em uma escala infinitamente pequena. Uma dessas propriedades é o entrelaçamento, um fenômeno estranho pelo qual duas partículas entrelaçadas se comportam de forma idêntica, independentemente de sua distância: como se estivessem conectadas por um fio invisível, compartilham o mesmo estado.
Sendo assim, o estado de um qubit entrelaçado é compartilhado com o outro e sua coordenação é tão perfeita que se fala de teletransporte: teoricamente, qualquer alteração nas propriedades de um modifica instantaneamente as do outro, mesmo na outra extremidade da galáxia.
Atualmente, os bits quânticos podem ser transmitidos através de fibras óticas, mas o teletransporte é limitado: depois de cem quilômetros, o sinal desaparece ou se perde. Se o desejo for manter o entrelaçamento de uma extremidade à outra, os qubits devem ser diretamente ligados por uma “cadeia” quântica.
– Alice, Bob e Charlie –
É a descoberta descrita no estudo da Nature, para o qual os cientistas introduziram um relé, a fim de aumentar o alcance da comunicação.
A comunicação quântica, que era limitada a dois atores comumente chamados de Alice e Bob, agora pode ter um terceiro personagem, Charlie.
A experiência foi desenvolvida em dois laboratórios QuTech, uma colaboração entre a Delft University of Technology e a Netherlands Organization for Applied Sciences (TNO).
Qubits à base de diamante foram colocados em um circuito composto por três interconexões chamadas “nós quânticos”. Os nós Alice e Bob estão localizados em dois laboratórios a vários metros de distância e conectados por fibra ótica e, paralelamente, Bob está conectado diretamente a Charlie. Alice e Charlie não podem se comunicar no momento.
Os pesquisadores primeiro entrelaçaram os nós fisicamente conectados (o par Alice-Bob e o par Bob-Charlie). Eles então usaram Bob como intermediário e, por meio de uma troca intrincada, conseguiram entrelaçar Alice e Charlie.
Apesar de não estarem fisicamente conectados, esses dois foram capazes de transmitir diretamente uma mensagem um para o outro. O sinal também era de excelente qualidade, sem nenhuma perda, um desafio diante da extrema instabilidade de um bit quântico.
E essa transmissão poderia ser feita no maior sigilo, como as leis quânticas exigem: com o entrelaçamento, qualquer tentativa de interceptar ou espionar a mensagem altera automaticamente os qubits, destruindo a própria mensagem.
Esta primeira rede embrionária de teletransporte quântico abre caminho para conexões em larga escala: demonstra, em escala laboratorial, o princípio de um repetidor quântico confiável – o famoso Bob – que poderia ser colocado entre dois nós distantes em mais de 100 quilômetros, aumentando assim a potência do sinal.
A inovação descrita na Nature representa “uma vitória para a ciência fundamental” e uma “solução do mundo real para o avanço da física quântica aplicada”, comemoram os cientistas em um comentário “News & Views” publicado à margem do estudo na Nature.
Quando fala sobre a internet quântica, o físico Ronald Hanson descreve um universo onde as comunicações seriam “ultrasseguras” e o computador quântico acessível na nuvem com “uma confidencialidade de nossos dados garantida pelas leis ‘naturais’ da física, um dos sensores hipersensíveis…”.
Encontrar aplicativos na web quântica é “um campo de pesquisa em si”, acrescentou o pesquisador, que espera ver esse novo mundo nascer “em menos de 20 anos”.
