Cientistas revelam roteiro para implementar internet quântica

Atualmente, um dos tópicos que mais se ouve falar é a falha de segurança virtual. Essas brechas geralmente perpetuam o roubo de dados e desencadeiam muitas vezes em cibercrimes. Uma solução para este problema poderia ser a implementação de uma internet quântica, baseada nos mais recentes avanços da ciência de partículas subatômicas. E o assunto, aparentemente, está sendo cada vez mais levado a sério.

Na última semana, três cientistas do centro QuTech da Universidade de Tecnologia de Delft (TU Delft), localizada nos Países Baixos, revelaram um roteiro para o desenvolvimento da internet quântica; e, de carona neste plano, cientistas da Universidade de Chicago, nos Estados Unidos, anunciaram que pretendem aderir à expansão da internet quântica também.

A princípio, o plano dos cientistas da TU Delft é conectar quatro cidades através de um link quântico, algo que seria feito até 2020, oferecendo assim diretrizes para as pessoas que querem implementar esse tipo de rede no mundo real. Já os cientistas da Universidade de Chicago planejam estabelecer um link quântico ao longo de uma distância de 30 milhas.

Entendendo a internet quântica

A internet quântica não é exatamente um upgrade da internet normal, mas sim um "adendo" à ela. O roteiro dos cientistas da TU Delft afirma que o objetivo é “fornecer tecnologia de internet fundamentalmente nova, possibilitando a comunicação quântica entre quaisquer dois pontos da Terra”. Os usos para esta função, porém, não estão claros ainda.

Especula-se que a internet quântica poderia melhorar a segurança cibernética, ajudar a sincronizar melhor os relógios virtuais, melhorar as redes de telescópios (inclusive das que desejam visualizar o buraco negro central da Via Láctea), aprimorar a tecnologia de sensores ou, ainda, permitir acesso a um processador quântico por meio da nuvem.

Apesar de não parecer, todas essas funções diferem bastante a internet quântica de uma rede clássica, pois esta última transmite dados traduzidos em unidades fundamentais chamadas bits, sempre iguais a zero ou a um. A quântica, por outro lado, poderia transmitir qubits, que assumem uma superposição de zero e um. Isso significa que eles podem ter valores que são parcialmente zero e parcialmente um ao mesmo tempo.

Além disso, os qubits não podem ser copiados e qualquer tentativa disso seria detectada. A comunicação com esse tipo de dados também poderia permitir a realização de cálculos mais poderosos e ricos em uma nuvem quântica.

Passo a passo

O documento (considerado um “manifesto para a internet quântica”) dos cientistas da TU Delft ainda estabelece que, para a internet quântica ganhar vida, um link físico teria de ser instalado para conseguir transmitir os qubits, com repetidores quânticos em sua extensão que permitiriam dois qubits para grandes distâncias e, nas pontas, nós quânticos que mediriam os valores dos qubits ou processadores quânticos do computador em escala global.

Com os links estabelecidos, a rede repetidora receberia chaves de criptografia quântica (as quais não poderiam ser retransmitidas), e uma rede poderia enviar qubits entre um nó e outro. Por fim, haveria um entrelaçamento entre os nós, o que culminaria no armazenamento dos dados quânticos. Bastaria então ligar os processadores quânticos e deixar os cálculos acontecerem nos links.

Apesar de já existirem experimentos avançados atualmente com esta tecnologia, a maior limitação ainda é a grande quantidade de tempo que os qubits levam para gerar emaranhamento entre os links e nós.

De toda forma, a computação quântica parece estar, aos poucos, encontrando seu caminho. Além do projeto da TU Delft na Holanda, a China também tem um satélite usado para experimentos quânticos, o Micius (apesar de seus qubits não poderem ser armazenados ou manipulados). E há ainda a Universidade de Chicago, que está liderando um recém-anunciado plano financiado pelo Departamento de Energia dos Estados unidos, onde estão ocorrendo testes de entrelaçamento em uma distância de 30 milhas através de um link de fibra ótica que estava inativo.

David Awschalom, professor de informação quântica da Universidade de Chicago, disse ao Gizmondo que é preciso “treinar uma geração de estudantes que serão os futuros usuários dessa tecnologia” primeiro. Ele ainda acrescenta: “Uma coisa legal sobre a construção de uma plataforma quântica como a nossa é que ela fornecerá uma enorme plataforma educacional”.

Fonte: Gizmondo