Os cientistas há muito sonham em construir uma Internet quântica – uma rede tão segura que os seus dados seriam inquebráveis. Mas uma peça crucial do quebra-cabeça parecia impossível: enviar partículas emaranhadas de luz para cima da Terra para os satélites em órbita. Agora, os pesquisadores acreditam que esse obstáculo foi superado.
Os fótons emaranhados são como pequenos gêmeos cósmicos; medir um afeta instantaneamente o outro, não importa quão distantes estejam. Essa “ação assustadora à distância”, como Einstein a chamou, é a chave para construir comunicações quânticas invioláveis. Atualmente, podemos enviar esses fótons emaranhados para baixo dos satélites para as estações terrestres, mas pensava-se que enviá-los na direção oposta era impossível devido à instabilidade do sinal durante a viagem pela atmosfera da Terra.
Um novo estudo realizado por uma equipe da Universidade de Tecnologia de Sydney (UTS) questiona essa suposição. A sua investigação demonstra que a transmissão de sinais quânticos da Terra para o espaço é viável, desafiando o que anteriormente era considerado os limites da física.
“Modelámos como dois fotões individuais disparados de estações terrestres separadas poderiam encontrar-se de forma precisa com um satélite em órbita 500 quilómetros acima da Terra,” explica Simon Devitt, físico da UTS envolvido no estudo. “Esta ‘reunião’ desencadearia interferência quântica.”
O modelo considerou vários desafios do mundo real: condições atmosféricas, luz difusa, reflexos da luz solar na Lua – até mesmo imperfeições no equipamento óptico usado para mirar. Surpreendentemente, os resultados mostraram que um uplink é possível.
Por que isso é importante: uma Internet quântica mais próxima do que pensamos
Então, por que esse avanço é tão significativo? Imagine uma rede global alimentada por comunicação quântica inviolável. Essa é a promessa de uma Internet quântica.
Hoje, os satélites geram pares de fótons emaranhados e os enviam para a Terra. Embora seja tecnicamente possível enviá-los, fazê-lo a partir de estações terrestres faz muito mais sentido.
Os equipamentos terrestres têm a potência necessária para criar triliões e triliões destes pares de fotões por segundo – excedendo em muito o que um satélite poderia gerir. Esses fótons emaranhados são então transmitidos aos satélites para distribuição em redes mais amplas.
“Um satélite precisa apenas de uma unidade óptica compacta para interferir nos fótons que chegam e relatar o resultado”, explica Devitt. “Não é necessário equipamento complexo e que consome muita energia para criar todos esses fótons.” Essa abordagem reduz drasticamente o custo e o tamanho, tornando a infraestrutura quântica de Internet mais prática.
O estudo reconhece que este sistema funcionaria inicialmente melhor à noite, evitando a interferência da luz solar. No entanto, uma calibração cuidadosa pode prolongar a operação durante o dia. Esta limitação é mais um trampolim do que um obstáculo intransponível.
“Testes futuros poderiam usar drones ou balões como receptores”, sugere Devitt. “Estamos cada vez mais perto de tornar o emaranhado quântico uma mercadoria como a eletricidade – invisível para os usuários, mas alimentando as redes de amanhã.”
O desenvolvimento desta comunicação quântica bidirecional abre possibilidades interessantes para transmissão segura de dados e computação quântica distribuída no futuro.
