Comunicaes qunticas so feitas usando drones

Informtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 18/01/2021

Rede quntica via drones

Em um experimento indito, pesquisadores da Universidade de Nanjing, na China, trocaram dados qunticos – ftons compartilhando o fenmeno do entrelaamento quntico – entre dois drones pairando no ar, a um quilmetro de distncia um do outro, e entre os drones e duas estaes terrestres.

O fenmeno do entrelaamento quntico, que Einstein chamou com desdm de “ao fantasmagrica distncia” – Einstein no era nada f das esquisitices da mecnica quntica -, a base da criptografia quntica, usando as partculas entrelaadas para garantir que as comunicaes sejam secretas.

Quanto um par de ftons est entrelaado – ou emaranhado – o dado contido em um deles pode ser lido instantaneamente medindo o outro e vice-versa, ou seja, voc pode guardar um dado em um dos ftons alterando o estado do outro. Na verificao de uma senha quntica, cada fton enviado a um dos usurios, de forma que, se algum espio tentar ler suas comunicaes, a tentativa de leitura detectada imediatamente porque a invaso altera o estado dos dois ftons.

Com mais esta demonstrao, parece no haver mais dvidas sobre a proeminncia da China na busca por comunicaes ultrasseguras e nas pesquisas a rumo a uma internet quntica, ultrarrpida e prova de espionagem.

H duas semanas, o pas apresentou a primeira rede integrada de comunicaes qunticas, unindo comunicaes por fibras pticas e por satlites artificiais.

O experimento agrega mais um elo futura internet quntica, que agora j conta com demonstraes em terra, terra-ar, terra-espao, ar-ar e todas as combinaes entre elas.
[Imagem: Hua-Ying Liu et al. – 10.1103/PhysRevLett.126.020503]

Drones qunticos

O que mais impressiona na demonstrao da comunicao quntica via drones a miniaturizao dos equipamentos – na maioria dos laboratrios ao redor do mundo, o que foi feito entre os drones ainda usa equipamentos que usam salas inteiras.

Embora a comunicao quntica entre uma estao terrestre e um satlite artificial j tenha se tornado corriqueira, esta a primeira vez que o processo feito entre duas estaes mveis.

E Hua-Ying Liu e seus colegas afirmam ter feito tudo com equipamentos de baixo custo, a maioria disponvel comercialmente – incluindo os drones, modelos maiores pesando cerca de 35 kg.

Em testes anteriores para testar a comunicao quntica com um drone, nos quais o drone faria o mesmo papel de um satlite artificial, a equipe verificou que a difrao da luz na atmosfera faz sua onda se alargar, como a luz de uma lanterna distncia. Essa frente de onda rapidamente fica mais larga do que a abertura do dispositivo de recepo – essencialmente um telescpio -, limitando a comunicao a cerca de 200 metros.

Para evitar isso, a equipe usou um segundo drone, que funciona como estao de retransmisso. Ele coleta os ftons do primeiro drone e os injeta em um pequeno pedao de fibra ptica. Esse processo, chamado colimao, remodela as frentes de onda dos ftons – semelhante ao que faz uma lente – para que eles tenham uma chance maior de alcanar a estao terrestre sem perda de dados.

O drone de retransmisso detecta 25% dos ftons enviados pelo primeiro drone, enquanto a estao terrestre detecta cerca de 4% dos ftons enviados pelo drone de retransmisso. Como estamos falando de transmisses velocidade da luz, mesmo essa baixa taxa de efetividade garante comunicaes ultrarrpidas.

Com o sucesso desta demonstrao inicial, a equipe acredita ser possvel coneguir comunicaes qunticas a at 300 km de distncia, bastando para isso usar drones que voem a uma maior altitude, onde o ar mais limpo. Isso permitir criar redes qunticas baseadas em drones que possam ser facilmente reposicionadas – sobre uma cidade ou rea rural, por exemplo.

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