Pesquisadores desvendam elo perdido da comunicação quântica; entenda

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Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Sydney (UTS) (Austrália), demonstraram que é possível enviar sinais quânticos da Terra para um satélite — um feito antes considerado inviável. A descoberta representa avanço significativo nas comunicações quânticas via satélite, que, até agora, se baseavam apenas no envio de partículas entrelaçadas do Espaço para estações terrestres.

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O estudo, intitulado “Distribuição de emaranhamento quântico via canais de satélite de uplink” e publicado na revista Physical Review Research, foi conduzido pelos professores Simon Devitt e Alexander Solntsev e por uma equipe de pesquisa da UTS.

Comunicação via satélites quânticos funciona — e vai revolucionar

• Atualmente, satélites quânticos em órbita, como o Micius — lançado pela China em 2016 —, emitem pares de partículas de luz entrelaçadas para diferentes estações em solo, em processo conhecido como downlink;
• Essa tecnologia é usada em comunicações ultrasseguras, já que apenas alguns fótons são suficientes para criar chaves criptográficas secretas;
• Em 2025, o microssatélite Jinan-1 ampliou essas possibilidades, estabelecendo um link quântico de 12,9 mil quilômetros entre a China e a África do Sul;
• A equipe australiana, porém, decidiu testar o processo inverso: enviar partículas quânticas da Terra para o Espaço, no chamado uplink;
• Segundo o professor Solntsev, essa ideia “não era levada a sério” até agora. “Achava-se que um uplink não funcionaria devido à perda de sinal, interferência e dispersão”, explicou ao Phys.org.

O professor Devitt detalhou o conceito: “A ideia é disparar duas partículas individuais de luz de estações terrestres separadas em direção a um satélite em órbita a 500 quilômetros da Terra, viajando a cerca de 20 mil quilômetros por hora, de forma que elas se encontrem com precisão suficiente para sofrer interferência quântica. Isso seria possível?”.

“Surpreendentemente, nossas simulações mostraram que o uplink é viável”, afirmou. “Consideramos efeitos do mundo real, como a luz ambiente da Terra, os reflexos solares da Lua, efeitos atmosféricos e o desalinhamento dos sistemas ópticos.”

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Os pesquisadores sugerem que o conceito poderá ser testado em breve com drones ou receptores acoplados a balões, o que abriria caminho para redes quânticas intercontinentais de alta velocidade baseadas em pequenos satélites de baixa órbita.

Para Devitt, o impacto da descoberta vai além da criptografia. “Uma internet quântica é algo muito diferente das aplicações criptográficas iniciais. É o mesmo mecanismo básico, mas você precisa de muito mais fótons — mais largura de banda — para conectar computadores quânticos”, explicou.

“O método de uplink pode fornecer essa largura de banda. O satélite precisaria apenas de uma unidade óptica compacta para interferir com os fótons recebidos e relatar o resultado, em vez de hardware quântico capaz de gerar trilhões de fótons por segundo. Isso reduz custos e tamanho e torna a abordagem mais prática.”

Futuro

Devitt comparou o futuro da tecnologia à eletricidade: “O entrelaçamento quântico será como a eletricidade — uma mercadoria que alimenta outras coisas. Ele será gerado e transmitido de forma invisível para o usuário; nós apenas conectaremos nossos dispositivos e o utilizaremos. Haverá dispositivos quânticos que se conectarão a uma fonte de entrelaçamento e a uma fonte de energia para realizar tarefas úteis”, disse.

O projeto envolveu especialistas das faculdades de Engenharia e Tecnologia da Informação e de Ciências da UTS, combinando competências em redes quânticas, modelagem de sistemas e fotônica. Segundo a universidade, a pesquisa exemplifica como a colaboração entre diferentes áreas está impulsionando soluções para desafios tecnológicos de grande escala.