Lançado há mais de um ano, o satélite da China agora demonstrou distribuição quântica de chaves para o solo, potencialmente dando-lhe controle sobre a rede de comunicação global. Esta tecnologia, sem dúvida, vai se encaixar com suas ambições de criar uma moeda de blockchain global dominante, porque será “invencível”. ⁃ TN Editor
Os cientistas chineses se tornaram os primeiros a realizar a distribuição de chaves quânticas de um satélite para o solo, estabelecendo as bases para a construção de uma rede de comunicação quântica global à prova de hackers.
A conquista baseada em experimentos conduzidos com o primeiro satélite quântico do mundo, Quantum Experiments at Space Scale (QUESS), foi publicada na revista acadêmica Nature na quinta-feira.
Os revisores da Nature comentaram que o experimento foi uma conquista impressionante e constituiu um marco no campo.
Apelidado de "Micius", em homenagem a um filósofo e cientista chinês do século 5 aC que foi creditado como a primeira pessoa a conduzir experimentos ópticos, o satélite de mais de 600 quilogramas foi enviado para uma órbita sincronizada com o sol a uma altitude de 500 quilômetros em 16 de agosto de 2016.
Pan Jianwei, cientista-chefe da QUESS e acadêmico da Academia Chinesa de Ciências (CAS), disse que o satélite enviou chaves quânticas para estações terrestres em Xinglong, na província de Hebei, no norte da China, e em Nanshan, perto de Urumqi, capital de Xinjiang Uygur, no noroeste da China. Região Autónoma.
A distância de comunicação entre o satélite e a estação terrestre varia de quilômetros 645 a quilômetros 1,200, e a taxa de transmissão de chaves quânticas de satélite para terra é de até ordens de magnitude 20 mais eficientes do que a esperada usando uma fibra óptica do mesmo comprimento, disse Pan.
Quando o satélite sobrevoa a China, ele fornece uma janela de experimento de cerca de 10 minutos. Durante esse período, a chave segura 300 kbit pode ser gerada e enviada pelo satélite, de acordo com Pan.
“Isso, por exemplo, pode atender à demanda de fazer uma ligação absolutamente segura ou transmitir uma grande quantidade de dados bancários”, disse Pan.
“A distribuição de chaves quânticas baseada em satélite pode ser conectada a redes quânticas metropolitanas onde as fibras são suficientes e convenientes para conectar vários usuários em uma cidade com mais de 100 km. Podemos, portanto, imaginar uma rede quântica integrada espaço-solo, permitindo a criptografia quântica - provavelmente a primeira aplicação comercial de informação quântica - útil em escala global ”, disse Pan.
O estabelecimento de um link espaço-terra confiável e eficiente para a transmissão fiel do estado quântico abre caminho para redes quânticas em escala global, acrescentou.
COMUNICAÇÃO À PROVA DE HACK
Comunicações privadas e seguras são muito procuradas. A criptografia tradicional de chave pública geralmente depende da intratabilidade computacional percebida de certas funções matemáticas.
Mas um computador quântico poderoso, que cientistas de todo o mundo ainda estão desenvolvendo, é visto como uma ameaça, pois poderia tornar tudo em um computador convencional hackável.
No entanto, como uma moeda com dois lados, a mecânica quântica também serve como protetor da informação.
Ao aproveitar o emaranhamento quântico, a tecnologia de chave quântica é usada nas comunicações quânticas, descartando a possibilidade de escutas telefônicas e protegendo perfeitamente a comunicação.
Pan explicou que uma chave quântica é formada por uma sequência de números aleatórios gerados entre dois usuários comunicantes para codificar informações. Uma vez interceptado ou medido, o estado quântico da chave mudará e as informações interceptadas se autodestruirão.
Um espião no canal quântico que tenta obter informações sobre a chave inevitavelmente introduzirá distúrbios no sistema e poderá ser detectado pelos usuários que se comunicam, disse Pan.
QUEBRANDO LIMITES NO ESPAÇO
Na prática, a distância alcançável para a distribuição de chaves quânticas foi limitada a algumas centenas de quilômetros, devido à perda de fótons na transmissão através de fibras ópticas, disse Pan.
“Se transmitirmos a chave quântica por meio de uma fibra de 1,200 km, mesmo com uma fonte de fóton único perfeita e detectores de fóton único ideais, obteríamos apenas uma chave peneirada de 1 bit em seis milhões de anos”, disse Pan.
Uma solução mais direta e promissora para a distribuição de chaves quânticas em escala global é através de satélites. A transmissão de fótons entre as estações satélite e terrestre amplia muito o alcance da comunicação quântica, disse Pan.
Em comparação com os canais terrestres, a conexão satélite-solo reduziu significativamente as perdas. Isso ocorre principalmente porque a espessura efetiva da atmosfera é de 10 km, e a maior parte do caminho de transmissão do fóton está no espaço vazio com absorção e turbulência desprezíveis.
Os cientistas esperam que as comunicações quânticas mudem fundamentalmente o desenvolvimento humano nas próximas duas ou três décadas, pois há enormes perspectivas de aplicação da nova geração de comunicação em áreas como defesa, militar e finanças.
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