A internet quântica promete ser um novo milagre tecnológico que mudará o nosso mundo da mesma forma que a internet tradicional fez há 30 anos. Mas será muito mais difícil de implementar: estados quânticos são facilmente destruídos e, portanto, não podem ser transmitidos por canais de comunicação comuns. Muitos estão tentando, mas o sucesso é difícil de alcançar. É possível que um avanço venha de um desenvolvimento nos EUA, recentemente testado na Universidade da Pensilvânia em linhas de comunicação locais.
Fonte da imagem: Universidade da Pensilvânia
Os pesquisadores nem sequer tentaram transmitir os estados quânticos propriamente ditos pela rede, que pode ser usada tanto para cálculos quanto para transmitir informações seguras na forma de distribuição de chaves quânticas. Atualmente, não existem tecnologias para a criação de repetidores quânticos, o que previsivelmente limita o alcance da transmissão de dados quânticos. Além disso, não é possível simplesmente “anexar” um protocolo clássico de internet a protocolos quânticos para que um pacote com conteúdo quântico passe pelo sistema de roteamento e chegue ao destinatário. Era necessário agir de forma diferente.
Um grupo de cientistas da Universidade da Pensilvânia utilizou um tipo de encapsulamento. Eles concluíram que dados quânticos na forma de estados especiais de fótons poderiam ser ocultados em um pacote e não tocados diretamente, para evitar o colapso da função de onda que ocorre ao tentar ler estados quânticos. O roteamento foi confiado a sinais comuns (fótons), que, como uma locomotiva, entregavam contêineres com fótons “quânticos” aos seus destinos, operando no protocolo IP usual.
A montagem dos “trens” foi realizada por um chip de silício desenvolvido na universidade, chamado Q-Chip (abreviação de Quantum-Classical Hybrid Internet by Photonics). Ele combinava sinais quânticos e clássicos e “falava” em uma linguagem compreensível para equipamentos de rede clássicos. O chip foi testado no campus da universidade em uma rede regular de cerca de um quilômetro de extensão, com um nó e um servidor. A precisão da transmissão de informações quânticas foi de 97%.
Outro aspecto importante do desenvolvimento foi o combate eficaz à interferência. Ela teve um efeito semelhante tanto no sinal clássico na fibra óptica quanto nos fótons com estados quânticos. Voltando ao exemplo da locomotiva e dos vagões, a interferência teve aproximadamente o mesmo efeito tanto na “locomotiva” quanto na carga intocável. Ao avaliar o impacto no cabeçalho do pacote clássico, foi possível compreender a natureza da influência da interferência nos dados quânticos e compensá-la já na leitura da informação quântica, sem destruí-la para fins de correção de erros. Os desenvolvedores afirmam que essa técnica aumentou a imunidade a ruídos na transmissão de informação quântica por fibra óptica convencional.
O Q-Chip criado na universidade pode ser fabricado em quantidades ilimitadas em fábricas de semicondutores padrão. Isso torna a ampla implantação da internet quântica acessível e viável — se a tecnologia for levada a um nível comercial. No entanto, é improvável que tudo seja tão simples quanto o comunicado de imprensa da universidade sugere: a tecnologia certamente precisará de um refinamento significativo antes que a nova internet se torne realidade.