A Internet quântica é uma tecnologia que se baseia nos avanços da ciência em relação às partículas subatômicas e promete mais segurança na web em um futuro próximo. A novidade se apresenta como uma solução para os problemas de segurança e roubo de dados que são tão comuns hoje em dia.
Além disso, ela pode ajudar na sincronização dos relógios, melhorar redes de telescópios e aprimorar a tecnologia de sensores. Por isso, é tida como a "reinvenção da Internet". Apesar de ser promissora, a Internet quântica está engatinhando e ainda há muito para ser descoberto. A seguir, você vai entender melhor como ela funciona e quais são as mudanças que pode trazer.
Para começar, é preciso entender que as redes de Internet quânticas formam um elemento importante da computação quântica e dos sistemas de comunicação quântica. Em termos mais simples, é uma tecnologia que envolve várias partes enviando informações umas para as outras na forma de sinais quânticos. Os especialistas, no entanto, ainda não descobriram o que fazer além disso e, até então, não há uma definição real das possibilidades que isso representa.
Os primeiros testes
Os primeiros passos para a Internet quântica foram dados há cerca de um ano com o lançamento do primeiro satélite quântico, o Micius. Ele foi criado por uma equipe de físicos chineses e, em vez de transmitir ondas de rádio, é capaz de enviar e receber informações codificadas em fótons delicados de luz infravermelha.
Segundo os especialistas, esse é um dos primeiros testes de comunicação quântica, que pode ser muito mais segura do que qualquer sistema de informação existente. Por conta do potencial de não estar vulnerável à invasão de hackers, essa tecnologia inovadora vem sendo conhecida como a reinvenção da Internet.
Os testes feitos pelo grupo, e publicados na revista Science and Nature, consistiram em enviar fótons entrelaçados entre o satélite e as várias estações terrestres. Traçando um paralelo, as comunicações quânticas são como o envio de uma carta e os fótons entrelaçados são como o envelope: eles carregam a mensagem e a mantêm em segurança.
De acordo com o físico Jian-Wei Pan, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, que lidera a pesquisa, existe um plano para lançar mais satélites quânticos nos próximos cinco anos. Ele espera que, até 2030, as comunicações quânticas abranjam vários países e estima que em 13 anos todos terão acesso à Internet quântica.
Outra pesquisa mais recente dá mais folego para a Internet quântica. Três cientistas do centro QuTech da Universidade de Tecnologia de Delft (TU Delft), na Holanda, revelaram uma espécie de roteiro que explica como essa rede quântica deveria se desenvolver. Segundo a revista MIT Tech Review, a proposta é conectar quatro cidades com um link quântico até 2020. Já um terceiro estudo da Universidade de Chicago planeja estabelecer um elo quântico ao longo de uma distância de 30 milhas.
Diferenças entre a Internet quântica e a Internet atual
A principal diferença entre uma rede clássica e uma rede quântica está em seu núcleo. A Internet transmite dados traduzidos em unidades fundamentais chamados bits, sempre iguais a zero ou a um. Uma Internet quântica poderia transmitir qubits, que assumem uma superposição de zero e um, ou seja, podem ter valores que são parcialmente zero e parcialmente um ao mesmo tempo.
Especula-se que os qubits possam permitir cálculos mais poderosos com subcomponentes mais ricos. Além disso, eles oferecem algumas vantagens de comunicação, já que é possível amarrar os qubits. Dessa forma, são tratados matematicamente como unidades únicas, independentemente da separação entre eles.
Outro ponto central é que os qubits não podem ser copiados e qualquer tentativa de fazer isso seria de
... tectada. Os qubits se transformam automaticamente em zero ou um assim que são medidos, com base em uma probabilidade codificada no valor do qubit. Dessa forma, a comunicação quântica pode permitir que você realize cálculos na nuvem quântica sem que o computador quântico saiba o que foi feito.
Um roteiro para o futuro
A Internet quântica não é uma atualização da Internet normal, mas um adendo. De acordo com um artigo publicado na revista Science "a visão de uma Internet quântica é fornecer tecnologia de Internet fundamentalmente nova, possibilitando a comunicação quântica entre quaisquer dois pontos da Terra”.
Como é uma tecnologia embrionária, os usos para uma Internet quântica ainda não estão claros. Além da maior segurança cibernética, ela pode ajudar na sincronização de relógios, melhorar as redes de telescópios, como as que desejam ver o buraco negro central da Via Láctea, aprimorar a tecnologia de sensores ou permitir o acesso ao poder de um processador quântico por meio da nuvem.
Os cientistas da TU Delft estabelecem um roteiro para alcançar a tão sonhada Internet quântica. Tal projeto exigiria um canal quântico, ou um link físico para transmitir qubits, e repetidores quânticos de grandes distâncias que permitissem a transmissão dois qubits entrelaçados. Ao final, seriam necessários nós finais quânticos, que poderiam ser simples, como os dispositivos que medem os valores dos qubits ou processadores quânticos de computador completos.
O passo a passo consiste primeiro ter uma rede repetidora, na qual os pontos conectados ao repetidor possam receber chaves de criptografia quântica, sem que as informações quânticas sejam transmitidas. O segundo passo seria uma rede onde qualquer nó pode enviar um qubit para qualquer outro. Então, seria possível o entrelaçamento entre dois nós. A quarta etapa permite que os nós realmente armazenem o estado quântico. Por fim, os dois últimos estágios envolvem reencontrar e conectar os processadores quânticos para permitir cálculos sobre o link.
Esse artigo foi uma etapa importante no desenvolvimento da Internet quântica, descrito como um manifesto para a tecnologia, mas ainda há desafios que precisam ser enfrentados. A maior limitação atual é o tempo que leva para gerar emaranhamento. Na China, Holanda e Estados Unidos, experimentos estão em andamento para avançar o estado dessas redes quânticas, mas ainda são poucos os países que começaram a investir na tecnologia.
Apenas com grande investimento de pesquisas será possível superar os desafios e o progresso incremental de forma que essa tecnologia fique disponível para a população. Mas os pesquisadores estão otimistas de que as primeiras redes quânticas aparecerão nos próximos anos, o que possibilitará testar todas essas ideias e, assim, turbinar o desenvolvimento de uma verdadeira Internet quântica.
