Este é o novo recorde de comunicação quântica de longa distância, a mais segura do mundo

Em artigo publicado nesta quarta-feira (19) na revista Nature, cientistas da universidade africana Stellenbosch e da Universidade de Ciência e Tecnologia da China descrevem o experimento responsável por quebrar o recorde da comunicação quântica intercontinental ao estabelecer o mais longo link quântico até então, a 12.900 km de distância, usando um microssatélite.

“O marco foi responsável pelo primeiro link de comunicação quântica via satélite já estabelecido no Hemisfério Sul“, dizem os pesquisadores, que geraram chaves quânticas em tempo real a partir do Quantum Key Distribution (QKD), um método de distribuição de chaves criptográficas que usa os princípios da mecânica quântica para garantir uma comunicação ultrassegura.

O que é um link quântico

O link quântico é uma conexão estabelecida entre duas partes, distantes entre si, através da comunicação quântica — um satélite distribui chaves criptográficas quânticas entre estações localizadas na Terra para passar mensagens de forma “impenetrável” e segura.

Para isso, o satélite utiliza fótons, partículas elementares que compõem a luz e outras formas de radiação eletromagnética. Ele gera e envia os fótons a partir de um feixe de laser altamente direcionado, e estes viajam pelo vácuo espacial até atingirem os receptores (telescópios) nas estações terrestres. 

Os fótons carregam informações através de suas propriedades físicas, que podem ser manipuladas para codificar e transmitir dados. A fase de um fóton, por exemplo, descreve a posição relativa de uma onda eletromagnética em um dado ponto no tempo, e alterá-la é uma das maneiras de codificar e transmitir informações, transportadas por sistemas ópticos velozes.

Na criptografia quântica, os fótons codificados com diferentes polarizações usam chaves secretas que permitem identificar qualquer tentativa de espionagem.

É necessário, para garantir a estabilidade de sua passagem, que haja pouca interferência atmosférica, porque os fótons são frágeis. Eles viajam na velocidade da luz (que é de aproximadamente 299.792.458 m/s), e transportam, essencialmente, energia e momento. 

O experimento

Os cientistas sul-africanos e chineses responsáveis pelo novo link quântico mais longo do mundo utilizaram o microssatélite chinês Jinan-1, que foi lançado à órbita baixa da Terra, e atingiram uma taxa de geração de chaves de até 1.07 milhão durante uma única passagem do satélite orbital. A comunicação se deu entre Beijing, na China, e Stellenbosch, na África do Sul, a quase 13 mil km de distância. 

Na China, a infraestrutura de cabos de fibra adaptados para as redes quânticas é de até 2 mil km, e se estende por 32 pontos de nós seguros entre as principais cidades, de Beijing a Shanghai, informa o Science Daily.

Em 2017, o professor Juan Yin, que coordenou o experimento junto ao time de pesquisa africano, já havia demonstrado a tecnologia de links satelitais para a comunicação quântica ao estabelecer um outro link de 7.600 km, que ia da China à Áustria.

A comunicação quântica é estratégica porque, através dos princípios da mecânica quântica, garante uma forma de transferência de informações altamente segura, empregando “fótons únicos para codificar e transmitir chaves criptografadas”.

Já que fótons “não podem ser interceptados, copiados ou medidos sem que seu estado quântico seja alterado, essa tecnologia fornece segurança incomparável, mesmo contra os adversários mais poderosos”, nota Live Science.

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