China lana primeira rede integrada de comunicaes qunticas

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Informtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 07/01/2021

O prximo passo ser integrar a rede prova de espionagem com as redes qunticas de outros pases, rumo internet quntica. [Imagem: USTC]

Criptografia quntica

Cientistas chineses colocaram para funcionar a primeira rede de comunicao quntica integrada do mundo, combinando fibras pticas no solo com dois links via satlite.

A integrao permitiu alcanar a distribuio de chaves qunticas (QKD: quantum key distribution) em uma distncia total de 4.600 quilmetros, com usurios de teste distribudos em vrias partes do pas.

Ao contrrio do que acontece quando se usa a criptografia convencional, a comunicao quntica considerada inaltervel e, portanto, dever ser o futuro da transferncia segura de informaes para bancos, redes de energia e outros setores.

At agora, a tecnologia de comunicao quntica mais comum usa fibras pticas, tendo sido alcanadas transmisses por vrias centenas de quilmetros, com estabilidade, mas com perdas considerveis. Outra tecnologia importante da QKD usa o espao livre entre os satlites artificiais e as estaes terrestres para transmisses.

Em 2016, a China lanou o primeiro satlite de comunicao quntica do mundo (QUESS, ou Micius), que distribuiu chaves qunticas com duas estaes terrestres separadas por 2.600 km. Em 2017, o pas lanou o pas lanou a primeira rede de comunicaes quntica terrestre, com uma rede de fibra ptica com mais de 2.000 km de comprimento entre Pequim e Xangai.

Agora, depois de conseguir construir equipamentos de interconexo confiveis, a rede de fibra baseada no solo e os links de satlite com o solo foram integrados.

Internet quntica

E a rede quntica no serve apenas para demonstraes. Seus criadores afirmam que ela est pronta para atender a mais de 150 usurios em toda a China, incluindo bancos estaduais e locais, redes de energia municipais e sites de governo eletrnico. “Nosso trabalho mostra que a tecnologia de comunicao quntica est suficientemente madura para aplicaes prticas em grande escala,” disse o professor Jianwei Pan, da Universidade de Cincia e Tecnologia da China.

Da mesma forma, torna-se agora possvel criar uma rede de comunicao quntica global, bastando que as redes qunticas nacionais de diferentes pases sejam combinadas. Antes disso, porm, ser necessrio que universidades, instituies e empresas se unam para padronizar os protocolos de hardware e software, assim como foi feito no incio da internet.

Na verdade, os acertos j esto em andamento. A equipe chinesa anunciou que expandir ainda mais a rede na China e com seus parceiros internacionais da ustria, Itlia, Rssia e Canad.

Eles tambm pretendem desenvolver satlites QKD de baixo custo e receptores terrestres de pequeno porte, bem como satlites de rbita terrestre mdia e alta para alcanar a distribuio de chaves qunticas em distncias na faixa das dezenas de milhares de quilmetros, operando ininterruptamente.

Equipamentos para rede quntica

Nos ltimos dois anos, a equipe chinesa testou e melhorou o desempenho de diferentes partes da rede integrada.

Por exemplo, com uma taxa de clock mais elevada e um protocolo QKD mais eficiente, a QKD satlite-solo agora tem uma taxa mdia de gerao de chaves de 47,8 kilobits por segundo, o que 40 vezes maior do que a taxa obtida anteriormente com o satlite Micius.

Os pesquisadores tambm aumentaram o recorde de QKD terrestre para alm de 500 km, usando uma nova tecnologia chamada QKD de campo duplo (TF-QKD).

Bibliografia:

Artigo: An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometresAutores: Yu-Ao Chen, Qiang Zhang, Teng-Yun Chen, Wen-Qi Cai, Sheng-Kai Liao, Jun Zhang, Kai Chen, Juan Yin, Ji-Gang Ren, Zhu Chen, Sheng-Long Han, Qing Yu, Ken Liang, Fei Zhou, Xiao Yuan, Mei-Sheng Zhao, Tian-Yin Wang, Xiao Jiang, Liang Zhang, Wei-Yue Liu, Yang Li, Qi Shen, Yuan Cao, Chao-Yang Lu, Rong Shu, Jian-Yu Wang, Li Li, Nai-Le Liu, Feihu Xu, Xiang-Bin Wang, Cheng-Zhi Peng, Jian-Wei PanRevista: NatureDOI: 10.1038/s41586-020-03093-8

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