Na era da internet, a segurança da informação digital enfrenta inúmeros desafios, com métodos de ataque cada vez mais sofisticados e formas tradicionais de criptografia se mostrando insuficientes. Nesse contexto, a criptografia quântica, baseada nas leis da física quântica, oferece novas soluções para a segurança das comunicações. No entanto, o caminho para a internet quântica apresenta enormes desafios técnicos, sendo os repetidores quânticos elementos-chave, cuja pesquisa e desenvolvimento são extremamente complexos. Recentemente, pesquisadores do Instituto de Óptica de Semicondutores e Interfaces Funcionais (IHFG) da Universidade de Stuttgart conquistaram um avanço decisivo nessa área, com os resultados publicados na revista Nature Communications.
O professor Peter Michler, chefe do IHFG, declarou: “Pela primeira vez em todo o mundo, conseguimos transmitir informações quânticas entre fótons originados de dois pontos quânticos distintos.” Este feito representa um passo importante na evolução da tecnologia de comunicação quântica. Nesse tipo de comunicação, um único fóton atua como portador de informação, cujo estado de polarização corresponde a zero ou um no sistema binário. Devido às leis da mecânica quântica, qualquer tentativa de interceptar a transmissão é detectável, garantindo a segurança da comunicação.
Para viabilizar a internet quântica, é essencial uma infraestrutura de fibra óptica econômica. Contudo, a distância de transmissão da luz é limitada; sinais ópticos tradicionais precisam ser amplificados periodicamente, enquanto informações quânticas não podem ser simplesmente copiadas, amplificadas ou retransmitidas. Por isso, físicos desenvolveram repetidores quânticos, que atualizam a informação quântica antes que seja absorvida pela fibra óptica. Entretanto, a transmissão de informações quânticas via teletransporte quântico exige que os fótons sejam indistinguíveis — um grande desafio, pois os fótons são gerados por diferentes fontes em locais distintos.
A equipe da Universidade de Stuttgart desenvolveu fontes semicondutoras capazes de gerar fótons quase idênticos, conseguindo transmitir o estado de polarização de um fóton de um ponto quântico para outro. Um conversor de frequência quântica foi essencial no experimento, compensando pequenas diferenças de frequência entre os fótons. Segundo os pesquisadores, a transmissão de informações quânticas entre fótons de pontos quânticos distintos é fundamental para cobrir distâncias maiores. Atualmente, eles trabalham para alcançar transmissões em distâncias ainda maiores e aumentar a taxa de sucesso do teletransporte quântico.
