China lança primeira rede integrada de comunicações quânticas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/01/2021

O próximo passo será integrar a rede à prova de espionagem com as redes quânticas de outros países, rumo à internet quântica.
[Imagem: USTC]

Criptografia quântica

Cientistas chineses colocaram para funcionar a primeira rede de comunicação quântica integrada do mundo, combinando fibras ópticas no solo com dois links via satélite.

A integração permitiu alcançar a distribuição de chaves quânticas (QKD: quantum key distribution) em uma distância total de 4.600 quilômetros, com usuários de teste distribuídos em várias partes do país.

Ao contrário do que acontece quando se usa a criptografia convencional, a comunicação quântica é considerada inalterável e, portanto, deverá ser o futuro da transferência segura de informações para bancos, redes de energia e outros setores.

Até agora, a tecnologia de comunicação quântica mais comum usa fibras ópticas, tendo sido alcançadas transmissões por várias centenas de quilômetros, com estabilidade, mas com perdas consideráveis. Outra tecnologia importante da QKD usa o espaço livre entre os satélites artificiais e as estações terrestres para transmissões.

Em 2016, a China lançou o primeiro satélite de comunicação quântica do mundo (QUESS, ou Micius), que distribuiu chaves quânticas com duas estações terrestres separadas por 2.600 km. Em 2017, o país lançou o país lançou a primeira rede de comunicações quântica terrestre, com uma rede de fibra óptica com mais de 2.000 km de comprimento entre Pequim e Xangai.

Agora, depois de conseguir construir equipamentos de interconexão confiáveis, a rede de fibra baseada no solo e os links de satélite com o solo foram integrados.

Internet quântica

E a rede quântica não serve apenas para demonstrações. Seus criadores afirmam que ela está pronta para atender a mais de 150 usuários em toda a China, incluindo bancos estaduais e locais, redes de energia municipais e sites de governo eletrônico. "Nosso trabalho mostra que a tecnologia de comunicação quântica está suficientemente madura para aplicações práticas em grande escala," disse o professor Jianwei Pan, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China.

Da mesma forma, torna-se agora possível criar uma rede de comunicação quântica global, bastando que as redes quânticas nacionais de diferentes países sejam combinadas. Antes disso, porém, será necessário que universidades, instituições e empresas se unam para padronizar os protocolos de hardware e software, assim como foi feito no início da internet.

Na verdade, os acertos já estão em andamento. A equipe chinesa anunciou que expandirá ainda mais a rede na China e com seus parceiros internacionais da Áustria, Itália, Rússia e Canadá.

Eles também pretendem desenvolver satélites QKD de baixo custo e receptores terrestres de pequeno porte, bem como satélites de órbita terrestre média e alta para alcançar a distribuição de chaves quânticas em distâncias na faixa das dezenas de milhares de quilômetros, operando ininterruptamente.

Equipamentos para rede quântica

Nos últimos 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 satélite-solo agora tem uma taxa média de geração de chaves de 47,8 kilobits por segundo, o que é 40 vezes maior do que a taxa obtida anteriormente com o satélite Micius.

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

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