Podemos adicionar natureza quântica à Internet para torná-la mais segura?
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Os militares dos EUA lançaram um esforço para determinar como os dispositivos e partículas quânticas podem melhorar as redes de comunicações tradicionais, como as que constituem a Internet, para as tornar mais seguras.
As redes quânticas que compartilham informações através dos estados quânticos das partículas são extremamente seguras. Por exemplo, devido às propriedades da física quântica, não podemos copiar secretamente as mensagens que estes estados transmitem. Por esse motivo, diversas redes de comunicação quântica já foram construídas ao redor do mundo.
Mas a realização de uma Internet quântica completa está a ser atrasada porque não sabemos como construir alguns dos dispositivos críticos para a fazer funcionar. Em vez de esperar que todas as questões pendentes sejam respondidas, a Agência de Projectos de Investigação Avançada de Defesa dos EUA (DARPA) lançou um programa para identificar os benefícios a curto prazo de tornar as redes de comunicações existentes mais quantizadas.
Acima de tudo, afirma, o objetivo da agência é identificar acréscimos quânticos que serão práticos e úteis no futuro próximo. Alison O’Briengerente do programa DARPA rede de expansão quântica (QuaNET). “Você não pode fazer tudo quântico do zero”, diz ela.
Em agosto, a equipe QuaANET se reuniu. hackatona Culminou numa manifestação concreta. A luz colocada em um estado quântico especial foi usada para transmitir imagens, como o logotipo da DARPA ou um simples gráfico de um gato. Na melhor das hipóteses, este teste inicial da rede quântica alcançou taxas de bits altas o suficiente para transmitir vídeo de alta definição.
O’Brien disse que os estados quânticos obtidos nesta demonstração são apenas um exemplo da variedade da natureza quântica que o programa QuANET está explorando. Os pesquisadores também estão trabalhando no “superemaranhamento”, onde várias propriedades da luz estão ligadas entre si através de ligações inseparáveis do emaranhamento quântico. Modelos matemáticos preliminares sugerem que o superemaranhamento pode ajudar a codificar informações mais seguras em menos sinais ópticos, reduzindo os recursos necessários para redes quânticas.
No outro extremo do espectro, a equipe está procurando criar luz quase quântica, em vez de luz totalmente quântica, dentro da rede. Isto envolve dar à luz algumas propriedades de um estado quântico sem forçar uma mudança fundamental completa em suas propriedades físicas.
Os pesquisadores da QuANET também estão desenvolvendo placas de interface de rede quântica, componentes que podem se conectar a dispositivos de comunicação para enviar e receber sinais quânticos.
Existem muitas questões em aberto sobre a utilidade destas intervenções e em que fase ou nível de concepção da rede é melhor introduzi-las. Mas O’Brien disse que o QuANET reúne físicos quânticos, engenheiros elétricos e especialistas em redes para tentar responder a essas questões da forma mais realista possível.
“Redes quânticas não vão resolver tudo”, diz ele José Lucas na Universidade Purdue, em Indiana. Eles são bons apenas em algumas tarefas, e a maneira mais eficiente de executá-las ainda envolve alguns dispositivos de rede tradicionais. “No futuro, as redes quânticas precisarão ser integradas automaticamente às redes clássicas”, diz Lukens. Na sua opinião, isto torna programas como o QuANET valiosos, apesar das muitas questões sobre como melhorar quântica a infra-estrutura de Internet muito bem desenvolvida e omnipresente que já temos.
Seria um grande sucesso se o programa pudesse desenvolver um sistema que permitisse aos usuários alternar ocasionalmente para o “modo quântico” ultra-seguro em seus dispositivos. Lukens diz que poderíamos então tirar proveito dessas melhorias sem precisar saber nada sobre as leis da física quântica.
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