Pesquisadores realizam comunicação quântica com fibra óptica

O Laboratório de Pesquisa de Cambridge da Toshiba Europe anunciou a primeira demonstração de comunicação quântica em fibras ópticas com mais de 600 km de comprimento, sendo considerada uma distância recorde. 

Para isso, foi introduzida uma nova técnica de estabilização de banda dupla, que envia dois sinais de referência ótica, em comprimentos de onda diferentes, para minimizar as flutuações de fase em fibras longas. Segundo os pesquisadores, o primeiro comprimento de onda é usado para cancelar as flutuações que variam rapidamente, enquanto o segundo comprimento de onda, no mesmo comprimento de onda que os qubits ópticos, é usado para ajuste fino da fase. 

Depois de implantar essas novas técnicas, a Toshiba descobriu que é possível manter a fase óptica de um sinal quântico constante em uma fração de um comprimento de onda. Sem cancelar as flutuações em tempo real, a fibra se expande e se contrai com as mudanças de temperatura, embaralhando as informações quânticas.

A equipe da empresa usou a tecnologia para testar uma das aplicações mais conhecidas das redes quânticas: a criptografia baseada em quantum. A primeira aplicação para estabilização de banda dupla será para distribuição de chaves quânticas de longa distância (QKD). O protocolo potencializa redes quânticas para criar chaves de segurança impossíveis de hackear, o que significa que os usuários poderiam trocar informações confidenciais com segurança.

"Isso permitirá a transferência de informações com segurança quântica de longa distância entre as áreas metropolitanas e é um grande avanço na construção da futura Internet Quântica", diz comunicado da Toshiba.

Internet Quântica – Os pesquisadores explicam que o termo Internet Quântica descreve uma rede global de computadores quânticos conectados por links de comunicação quântica de longa distância. Espera-se que essa comunicação traga uma solução rápida para problemas complexos de otimização na nuvem, um sistema de cronometragem global mais preciso e comunicações altamente seguras em todo o mundo. 

"Um dos desafios tecnológicos mais difíceis na construção da Internet Quântica é o problema de como transmitir bits quânticos em longas fibras ópticas. Pequenas mudanças nas condições ambientais, como flutuações de temperatura, fazem com que as fibras se expandam e se contraiam, embaralhando os qubits frágeis, que são codificados como um atraso de fase de um pulso óptico fraco na fibra", explica a Toshiba.