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Em redes quânticas, os dados são transmitidos por canais de fibra óptica usando fótons polarizados. Os fótons são muito frágeis e são destruídos quando lidos. Em teoria, essa propriedade protege os canais de comunicação quântica de espionagem; portanto, seu uso para distribuir chaves criptográficas entre sistemas de computação clássicos é considerado uma solução bastante promissora.
Ao mesmo tempo, a implantação de tais sistemas - mesmo em nível de laboratórios científicos - é muito cara e não permite atingir altas taxas de transferência. Na maior parte, eles usam um formato ponto a ponto simples, usando repetidores e nós confiáveis para ler os dados codificados e enviá-los pela cadeia. Esta abordagem - com a introdução de um grande número de elementos intermediários - anula algumas das vantagens declaradas do sistema do ponto de vista da segurança da informação, complica a estrutura e o processo de implantação da rede.
Em agosto, um grupo de físicos sul-africanos revelou um mecanismo alternativo de distribuição de chaves quânticas. Permite estabelecer um intercâmbio entre dez participantes e não requer repetidores.
Como funciona
Para este projeto, os engenheiros propuseram se afastar das abordagens clássicas de codificação em sistemas de distribuição de chaves quânticas e transmitir informações criptográficas usando o momento angular orbital ( OAM ) - ele descreve a direção de rotação e torção de um fóton e tem uma alta capacidade de informação. Os cientistas chegaram a comparar a polarização de um fóton em sistemas tradicionais de distribuição de chaves quânticas a um cara ou coroa, e o OAM a um dado com um número infinito de lados.
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Para troca de dados, foi proposto um esquema chamado "transferência de pacote" ( pass-the-parcel) Um fóton com informação codificada, por sua vez, recebe dez participantes da rede, cada um dos quais realiza certas operações com OAM sem leitura. Assim, o fóton não é destruído e retorna ao emissor. Este último faz uma leitura de controle e compara o estado do fóton antes e depois da transmissão. Mais importante ainda, a nova abordagem permite distribuir a chave, mesmo que apenas uma parte dos participantes da rede confie uns nos outros - por exemplo, três ou quatro. Os sistemas clássicos ainda não podem se orgulhar de tais recursos.
O que está acontecendo com o setor de TI
Tais desenvolvimentos aproximam o surgimento de redes quânticas comerciais e governamentais (projetos semelhantes já estão sendo discutidos no Departamento de Energia dos Estados Unidos), reduzindo o custo da infraestrutura e aumentando sua eficiência teórica. Por exemplo, o Instituto Austríaco de Óptica Quântica e Informação Quântica está convencido de que, nos próximos cinco anos, as redes quânticas serão capazes de unir dispositivos de computação a uma distância de 50-100 quilômetros.
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