De acordo com pt.wedoany.com-Recentemente, a National Science Foundation (NSF) dos Estados Unidos divulgou os últimos avanços na infraestrutura de redes quânticas, com foco principal em bancos de teste regionais de redes quânticas, repetidores quânticos, memória quântica, detectores avançados de fótons, links via satélite e infraestrutura aberta para instituições de pesquisa e startups. Esta direção é um componente importante da próxima geração de sistemas de informação e comunicação, com o objetivo de conectar computadores quânticos, sensores quânticos e nós de comunicação quântica, fornecendo uma nova base de rede para medições de alta precisão, comunicação segura e computação complexa.
A diferença entre a rede quântica e a internet tradicional é que a rede tradicional transmite bits clássicos compostos por 0 e 1, enquanto a rede quântica lida com qubits. Qubits podem estar em estados de superposição e também podem se correlacionar com nós distantes através do entrelaçamento, o que dá à rede quântica o potencial de conectar sensores quânticos distribuídos e recursos de computação quântica. A NSF propõe que as redes quânticas podem ser usadas no futuro para previsão de terremotos, monitoramento agrícola, detecção de ondas gravitacionais, ciência dos materiais e descoberta de medicamentos, bem como fornecer capacidade de posicionamento sem GPS em ambientes como túneis, áreas subaquáticas e espaços subterrâneos onde os sinais de satélite são limitados. Para a indústria de comunicações, esse tipo de rede não se limita mais a aumentar a largura de banda ou reduzir a latência, mas sim a uma mudança na forma fundamental da informação, potencialmente expandindo a rede de comunicação de um "canal de transmissão de dados" para uma "plataforma colaborativa de sensoriamento, computação e capacidades de segurança".
Atualmente, a engenharia de redes quânticas ainda enfrenta restrições significativas. Os estados quânticos são extremamente suscetíveis a perturbações de temperatura, ambientais e perdas de transmissão. Os sinais quânticos têm alcance limitado em fibras ópticas ou na atmosfera, e a informação quântica não pode ser copiada ou amplificada diretamente como os sinais tradicionais.
Esta é também a razão pela qual a NSF listou repetidores quânticos, memória quântica de longa duração e detectores avançados de fótons como direções prioritárias. Os repetidores quânticos precisam realizar armazenamento, retransmissão e extensão de link sem destruir o estado quântico, sendo componentes-chave para que as redes quânticas saiam dos laboratórios e cheguem a infraestruturas urbanas, sistemas de energia e comunicações inter-regionais. Os investimentos relacionados incluem também o banco de teste regional QuantumGrid em Chattanooga, Tennessee, que utiliza cabos de fibra óptica subterrâneos existentes para testar sinais quânticos e explora um projeto de rede quântica comercializável e centro de computação focado em aplicações de redes elétricas. O Center for Quantum Networks, apoiado pela NSF, também está avançando em testes integrados que vão desde fibras ópticas até plataformas de comunicação via satélite, tentando estabelecer uma pilha tecnológica completa capaz de conectar processadores quânticos e transmitir dados quânticos.
O progresso da industrialização subsequente dependerá da confiabilidade dos repetidores quânticos, da vida útil da memória quântica, da eficiência da detecção de fótons, da sinergia dos links via satélite, da adaptação da fibra óptica subterrânea urbana e da oferta de talentos em quântica. Com a NSF avançando simultaneamente no Laboratório Virtual Nacional de Quântica, na Rede de Infraestrutura de Quântica e Nanotecnologia de US$ 100 milhões e no programa NSF X-Labs de US$ 1,5 bilhão, as redes quânticas estão gradualmente passando de tópicos de pesquisa de ponta para a fase de construção de infraestrutura. Para a indústria de tecnologia da informação e comunicação, esta direção não substituirá a internet existente e as redes de comunicação móvel no curto prazo, mas criará pontos de entrada de aplicação em cenários como segurança de redes elétricas, navegação em ambientes especiais, computação científica, comunicações de defesa e sensoriamento de alto nível.
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