Imagem de Freepik

A comunicação quântica, que promete dados impenetráveis e altamente seguros, deu um grande passo rumo à realidade. Cientistas da Europa, Ásia e América do Sul uniram tecnologias para criar uma nova fonte de luz que gera fótons entrelaçados extremamente brilhantes, avançando no desenvolvimento de redes quânticas rápidas e seguras.

A novidade está na combinação de tecnologias que, até recentemente, eram testadas separadamente. Os pesquisadores integraram um emissor de ponto quântico com um ressonador especial, criando um dispositivo que não apenas produz fótons individuais, mas também os emaranha de maneira altamente eficiente. 

O resultado é um sinal quântico com brilho intenso e alta fidelidade, essencial para a comunicação quântica, onde a segurança dos dados é garantida por propriedades únicas das partículas de luz.

Emaranhamento para segurança

O emaranhamento quântico, o fenômeno mágico por trás da comunicação quântica, permite que dois fótons compartilhem informações instantaneamente, não importa a distância que os separa. Isso é possível porque, uma vez emaranhados, o estado de um fóton está diretamente ligado ao estado do outro. 

"Mas qual a importância disso?", você certamente está se perguntando. Os cientistas explicam que qualquer tentativa de interceptar esses fótons emaranhados perturbaria instantaneamente o sistema, tornando impossível a quebra da criptografia sem ser detectada. 

No entanto, criar e manter esses fótons emaranhados de forma eficiente tem sido um grande desafio, principalmente devido à necessidade de fótons brilhantes e estáveis.

Combinando tecnologias

Até agora, as fontes tradicionais de fótons emaranhados enfrentavam um dilema: geravam fótons de alta qualidade, mas com brilho insuficiente para longas distâncias de comunicação. Ou, por outro lado, conseguiam fótons muito brilhantes, mas sem a qualidade de emaranhamento necessária. 

A inovação deste novo dispositivo é que ele supera essas limitações ao combinar um ponto quântico — que emite fótons sob demanda — com um ressonador especializado e uma plataforma micromaquinada que ajusta com precisão as propriedades da luz emitida.

O novo dispositivo usa um ressonador Bragg circular e um atuador piezoelétrico para otimizar a emissão de fótons. O atuador ajusta a polarização dos fótons, melhorando a coerência quântica e o emaranhamento, enquanto o ressonador Bragg reflete e amplifica a luz, garantindo um brilho excepcional dos fótons.

A combinação dessas tecnologias permite a criação de uma fonte de luz que não só é brilhante, mas também mantém uma alta fidelidade de emaranhamento, essencial para a comunicação quântica.

Próximos desafios

Embora o avanço seja promissor, ainda há desafios pela frente. As tecnologias usadas, como o arsenieto de gálio, envolvem materiais tóxicos que requerem manejo especializado. Além disso, a escalabilidade dessa tecnologia para aplicações comerciais ainda precisa ser desenvolvida. 

Porém, a criação de fótons brilhantes e emaranhados sob demanda é um passo crucial para a construção de redes quânticas práticas. Estas redes têm o potencial de transformar a maneira como transmitimos dados, oferecendo uma segurança sem precedentes para governos, instituições financeiras e até mesmo para a comunicação cotidiana.

Agora, os cientistas planejam fazer a integração de uma estrutura semelhante a um diodo no atuador piezoelétrico. Esse aprimoramento visa gerar um campo elétrico que neutralize a decoerência, aumentando ainda mais o emaranhamento e, consequentemente, a eficácia da comunicação. 

Embora ainda distantes de uma internet quântica funcional, o progresso atual indica que estamos no caminho certo para transformar a teoria quântica em realidade. A pesquisa não só possibilita comunicação segura, mas também estabelece uma base sólida para futuros avanços na tecnologia quântica.

Fonte: megacurioso.com.br