Cientistas enviam chaves quânticas inquebráveis por 120 km
Pesquisadores de instituições na Alemanha e na China realizaram um avanço significativo na comunicação quântica segura ao demonstrar um sistema de distribuição de chaves quânticas (QKD) que operou com sucesso por mais de 120 quilômetros de fibra óptica. O experimento utilizou pontos quânticos semicondutores, que emitem partículas de luz sob demanda, alcançando uma das maiores taxas de chaves seguras já registradas para essa tecnologia.
Avanço na comunicação quântica segura
O sistema de QKD é considerado uma das formas mais avançadas de criptografia quântica, oferecendo segurança praticamente inquebrável. A pesquisa foi publicada na revista Light: Science & Applications, destacando a importância da integração de dispositivos de pontos quânticos semicondutores na geração de chaves seguras. Esses dispositivos são capazes de produzir fótons únicos de alta qualidade, essenciais para a comunicação quântica.
Sistema de distribuição de chaves quânticas
O experimento envolveu a geração de estados qubit em diferentes intervalos de tempo, utilizando um codificador de tempo estabilizado. Os fótons polarizados gerados por um ponto quântico semicondutor foram convertidos em sinais quânticos codificados, que foram decodificados em um interferômetro estabilizado. Essa configuração permitiu a transmissão de sinais quânticos ao longo de uma distância significativa sem necessidade de ajustes manuais durante mais de seis horas.
Desempenho de pontos quânticos semicondutores
O sistema alcançou uma taxa de chave segura média de aproximadamente 15 bits por segundo, considerada adequada para aplicações práticas de mensagens criptografadas. Os pontos quânticos semicondutores demonstraram uma produção de fótons únicos com alta pureza, mantendo taxas de erro de bits quânticos abaixo de 11% mesmo após a transmissão de 120 quilômetros de fibra óptica. Essa eficiência é um indicativo do potencial desses dispositivos para a comunicação interurbana.
Estabilidade do sistema em longas distâncias
A pesquisa também enfatizou as vantagens do codificador de tempo em comparação com sistemas QKD baseados em pontos quânticos que são suscetíveis a distúrbios ambientais. O codificador de tempo oferece estabilidade intrínseca contra flutuações do canal quântico, mesmo sem protocolos complexos de compensação. A operação contínua do sistema por seis horas demonstra a robustez da abordagem, indicando um passo importante rumo a sistemas de comunicação quântica escaláveis e práticos.
Os resultados obtidos representam um avanço significativo na viabilidade de redes quânticas seguras em ambientes do mundo real. A pesquisa destaca a importância de tecnologias como os pontos quânticos semicondutores na construção de um futuro onde a comunicação quântica segura seja uma realidade.
