Fraunhofer IPMS da Alemanha lança gerador de números aleatórios quânticos superior a 4 Gbit/s
2026-06-21 16:27
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De acordo com pt.wedoany.com-O Instituto Fraunhofer de Microsistemas Fotónicos (Fraunhofer IPMS) lançou o gerador de números aleatórios quânticos (QRNG) denominado Q-Dice, que obtém números verdadeiramente aleatórios medindo flutuações do vácuo quântico, com uma taxa de geração superior a 4 gigabits por segundo (Gbit/s).

Esta imagem mostra um gerador de números aleatórios baseado em flutuações quânticas (Fonte: Fraunhofer IPMS/Geração por IA)

Os métodos tradicionais de geração de números aleatórios dependem essencialmente de algoritmos, sendo vulneráveis a ataques. Em contraste, os efeitos quânticos do Q-Dice são imprevisíveis e não podem ser influenciados, oferecendo taxas de dados mais elevadas, particularmente adequadas para aplicações críticas de segurança. Os números aleatórios gerados já foram validados por procedimentos internacionalmente reconhecidos, como as normas AIS 20/31 do Gabinete Federal de Segurança da Informação (BSI) da Alemanha e o conjunto de testes NIST SP 800-22.

A verdadeira aleatoriedade é um pré-requisito central para a criptografia moderna e sistemas críticos de segurança. Geradores de números aleatórios determinísticos ou inseguros podem levar a vulnerabilidades nos processos de encriptação e autenticação. Ao medir as flutuações do vácuo quântico, intrinsecamente imprevisíveis, o Q-Dice pode gerar entropia quântica para aplicações como comunicações seguras, encriptação de dados (por exemplo, através de Distribuição Quântica de Chaves QKD ou Criptografia Pós-Quântica PQC), autenticação e gestão de acessos, bem como simulações em larga escala.

O sistema foi concebido com elevada ênfase nos requisitos de segurança, cumprindo as rigorosas exigências do BSI de acordo com a AIS 20/31, e foi classificado como nível EAL3 (Evaluation Assurance Level) e PTG 3 (Physical True Random Number Generator), comprovando a sua segurança.

Alexander Noack, responsável pelo departamento de Comunicação de Dados e Computação do Fraunhofer IPMS, afirmou que, com o Q-Dice, a aleatoriedade quântica de alta qualidade se torna prática e facilmente acessível. A tecnologia pode ser utilizada tanto como um robusto sistema em bastidor de 19 polegadas para infraestruturas próprias, como através de uma plataforma de entropia como serviço online, reduzindo significativamente a barreira de entrada para tecnologias de segurança quântica.

Esta é a capacidade QRNG do Fraunhofer IPMS. (Fonte: Fraunhofer IPMS)

Para garantir a máxima fiabilidade, o Fraunhofer IPMS integra internamente todas as competências essenciais, permitindo um desenvolvimento coerente desde a fotónica até à integração de sistemas. Isto inclui a conceção de lasers e sistemas óticos frontais para gerar e controlar de forma estável o ruído quântico, um front-end analógico (AFE) de baixo ruído para detetar flutuações do vácuo quântico, aquisição de dados de alta velocidade (conversor analógico-digital ADC), extração aleatória e pós-processamento baseados em FPGA, bem como integração de sistemas com interfaces de alta capacidade (incluindo Ethernet de 10 Gbit/s). O instituto afirma que esta abordagem de ponta a ponta garante um controlo preciso sobre a qualidade, estabilidade e desempenho da extração de entropia, sendo que a mesma fonte de ruído físico constitui a base para o acesso à entropia quântica, tanto baseado em hardware como em nuvem.

Alexander Noack ao lado do demonstrador QRNG R19-Zoll. (Fonte: Fraunhofer IPMS)

Em termos de modalidades de implementação, o Fraunhofer IPMS oferece duas configurações do Q-Dice. A versão de hardware é o sistema em bastidor de 19 polegadas Q-Dice, adequado para centros de dados e implementações locais, com uma taxa de bits aleatórios de 4,1 Gbit/s, interface Ethernet de 10G (outras interfaces disponíveis mediante solicitação) e avaliado de acordo com o BSI AIS 20/31 e NIST SP 800-22. A outra é um serviço online de QRNG a pedido (entropia como serviço), que fornece acesso direto a aleatoriedade gerada quânticamente através de uma interface online segura, sem necessidade de instalação de hardware especial, suportando avaliação rápida, prototipagem e integração escalável de entropia quântica em sistemas de software e aplicações na nuvem.

Com a tecnologia a entrar na fase de implementação, Noack afirmou que o objetivo é elevar em conjunto o padrão de segurança e confiança na era digital, convidando parceiros a testar a tecnologia e a desenvolver aplicações práticas em conjunto.

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