Uma equipe de pesquisadores chineses desenvolveu um novo protocolo que aumenta a capacidade de alcance da comunicação quântica entre duas estações terrestres, sem prejudicar a segurança da conexão. Para testar o novo método, os cientistas recorreram ao satélite chinês Micius, conhecido como a primeira sonda quântica a ocupar a órbita da Terra.

A comunicação quântica permite que dois sistemas compartilhem informações criptografadas por meio de partículas conhecidas como qubits. As propriedades de cada uma dessas partículas são vinculadas a um par correspondente, que é gerado de forma aleatória.

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Pelo princípio do emaranhado quântico, as partículas apresentam uma afinidade tão intensa com a sua contraparte que qualquer menção ou alteração no estado de uma delas impacta quase instantaneamente na outra. A comunicação quântica aproveita esse fenômeno ao inserir informações nos qubits.

A conexão se torna segura ao passo que os pares de partículas compartilham entre si informações secretas. No caso de sistemas de comunicação quântica são usados fótons, que podem ser codificados entre as partes em um estado de superposição quântica. Ao se comunicarem, duas instalações dividem sequência de qubits aleatórios que servem como chaves quânticas secretas para criptografar ou decodificar os dados sensíveis.

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Estabelecer uma conexão quântica segura, no entanto, ainda é um desafio. Em entrevista ao Space, Jian-Wei Pan, autor principal do estudo e professor da Universidade de Ciências e Tecnologia da China, disse que, anteriormente, cientistas conseguiram distribuir as chaves quânticas entre dois pontos terrestres em condições reais apenas por distâncias de no máximo 100 quilômetros.

A solução dos pesquisadores para melhorar o alcance foi testar a transmissão por meio do satélite Micius. A sonda gerou pares de fótons entrelaçados e as distribui entre dois observatórios em Delingha e Nanshan, na China. Assim, os pesquisadores conseguiram estabelecer uma comunicação quântica protegida em um distância de aproximadamente 1200 quilômetros entre a partes da rede.

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O aprimoramento foi possível porque os qubits agora ‘viajam’ em um espaço vazio em vez de passar por diferentes materiais na Terra. De acordo com Pan, “uma característica notável da criptografia quântica baseada em emaranhamento quântico é que a segurança das informações é garantida mesmo se o satélite for controlado por um adversário”.

Nosso trabalho pavimenta o caminho para redes quânticas globais baseadas em emaranhamento. No geral, os resultados aumentam a distância segura da distribuição de chaves quânticas de 100 km para mais de 1.000 km, sem a necessidade de confiar em um dispositivo, representando assim um passo importante para um verdadeiro método criptográfico robusto e inquebrável”, dizem os pesquisadores, em artigo publicado na Nature.

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Via: Space