Filadélfia — InkDesign News — Um estudo pioneiro conduzido por engenheiros da Universidade da Pensilvânia conseguiu, pela primeira vez, transmitir sinais quânticos em cabos de fibra óptica comerciais usando o mesmo Protocolo de Internet (IP) que sustenta a web atual. O experimento utilizou a rede de fibra óptica do campus da Verizon e apresentou potenciais avanços para uma futura “internet quântica”.
O Contexto da Pesquisa
O sonho de uma internet quântica tem inquietado cientistas há décadas, pois permitiria integrações ultra-seguras e um salto no poder de processamento computacional. Redes quânticas dependem de partículas entrelaçadas — fenômeno em que o estado de uma afeta instantaneamente a outra, independentemente da distância. No entanto, a fragilidade desses sinais e sua suscetibilidade a ruídos ambientais apresentavam desafios de implementação fora do laboratório, dificultando qualquer tentativa de integração com as infraestruturas da internet atual.
Resultados e Metodologia
Integrando um microchip inovador denominado “Q-Chip”, a equipe coordenou sinais clássicos e quânticos para serem transmitidos conjuntamente por fibras ópticas metropolitanas, utilizando o mesmo sistema de endereçamento e protocolos IP que conectam dispositivos cotidianos. O chip permitiu não apenas a transmissão dos sinais quânticos mas também a correção automática de ruídos comuns à operação de redes comerciais.
“By showing an integrated chip can manage quantum signals on a live commercial network like Verizon’s, and do so using the same protocols that run the classical internet, we’ve taken a key step toward larger-scale experiments and a practical quantum internet.”
(“Ao demonstrar que um chip integrado pode gerenciar sinais quânticos em uma rede comercial real como a da Verizon e fazê-lo usando os mesmos protocolos que executam a internet clássica, demos um passo essencial rumo a experimentos em maior escala e a uma internet quântica prática.”)— Liang Feng, Professor de Ciência dos Materiais e Engenharia Elétrica, Universidade da Pensilvânia
O sistema apresentou uma fidelidade de transmissão superior a 97%, mesmo diante das oscilações e interferências típicas de linhas comerciais, como mudanças climáticas e vibrações urbanas. O método de correção de erro desenvolvido baseia-se no fato de que perturbações que afetam o “cabeçalho” clássico também afetam o sinal quântico, permitindo corrigir o último sem medi-lo (o que destruiria o estado quântico).
Implicações e Próximos Passos
Este trabalho demonstra que o caminho para uma internet quântica pode passar pela infraestrutura já estabelecida, uma vez que o chip pode ser facilmente fabricado em escala industrial. A limitação principal ainda reside na impossibilidade de amplificação dos sinais quânticos sem perda de entrelaçamento, o que atualmente limita o alcance a áreas metropolitanas.
“This feels like the early days of the classical internet in the 1990s, when universities first connected their networks. That opened the door to transformations no one could have predicted. A quantum internet has the same potential.”
(“Isso se parece com o início da internet clássica nos anos 1990, quando universidades começaram a conectar suas redes. Isso abriu portas para transformações que ninguém poderia prever. A internet quântica tem o mesmo potencial.”)— Robert Broberg, Doutorando em Engenharia de Sistemas Elétricos, Universidade da Pensilvânia
Os próximos passos dependem do desenvolvimento de novos dispositivos capazes de ampliar redes quânticas para além de áreas metropolitanas e do aperfeiçoamento dos métodos de correção de erros, vitais para a estabilidade da transmissão.
Ao replicar, com adaptação mínima, a arquitetura da internet tradicional, a pesquisa abre caminho para a expansão comercial da internet quântica, com implicações para segurança cibernética, computação avançada e inovação em materiais e fármacos. O desafio imediato, segundo especialistas, será compatibilizar a ampliação dessa rede com a preservação do entrelaçamento quântico ao longo de grandes distâncias.
Fonte: (ScienceDaily – Ciência)
