A comunicação quântica é a parte central da tecnologia da informação quântica. Ela possui vantagens como sigilo absoluto, grande capacidade de comunicação, alta velocidade de transmissão, entre outras. Pode realizar tarefas específicas que a comunicação clássica não consegue. A comunicação quântica utiliza um sistema de chave privada, que não pode ser decifrado, para alcançar um verdadeiro nível de segurança na comunicação. Por isso, a comunicação quântica tornou-se uma área de vanguarda na ciência e tecnologia mundial. A comunicação quântica utiliza o estado quântico como elemento de informação para realizar a transmissão eficaz de informações. É mais uma revolução na história da comunicação, após o telefone e a comunicação óptica.
Os principais componentes da comunicação quântica:
Distribuição de chaves secretas quânticas:
A distribuição quântica de chaves secretas não é usada para transmitir conteúdo confidencial. Ela serve, sim, para estabelecer e comunicar um livro de cifras, ou seja, para atribuir a chave privada a ambas as partes da comunicação pessoal, um processo conhecido como comunicação criptográfica quântica.
Em 1984, Bennett, dos Estados Unidos, e Brassart, do Canadá, propuseram o protocolo BB84, que utiliza bits quânticos como portadores de informação para codificar estados quânticos, usando as características de polarização da luz para realizar a geração e distribuição segura de chaves secretas. Em 1992, Bennett propôs o protocolo B92, baseado em dois estados quânticos não ortogonais com fluxo simples e eficiência de meia. Ambos os esquemas são baseados em um ou mais conjuntos de estados quânticos simples, ortogonais e não ortogonais. Finalmente, em 1991, Ekert, do Reino Unido, propôs o E91, baseado no estado de emaranhamento máximo de duas partículas, ou seja, o par EPR.
Em 1998, foi proposto um novo esquema de comunicação quântica de seis estados para a seleção de polarização em três bases conjugadas, composto por quatro estados de polarização e rotação à esquerda e à direita no protocolo BB84. O protocolo BB84 provou ser um método seguro de distribuição crítica, que permanece inviolável até o momento. O princípio da incerteza quântica e da não-clonagem quântica garantem sua segurança absoluta. Portanto, o protocolo EPR possui valor teórico essencial. Ele conecta o estado quântico emaranhado à comunicação quântica segura e abre um novo caminho para a comunicação quântica segura.
teletransporte quântico:
A teoria da teletransportação quântica proposta por Bennett e outros cientistas em seis países em 1993 é um modo de transmissão puramente quântica que usa o canal do estado máximo emaranhado de duas partículas para transmitir um estado quântico desconhecido, e a taxa de sucesso da teletransportação atingirá 100% [2].
Em 199, o grupo de Zeilinger, da Áustria, concluiu a primeira verificação experimental do princípio da teletransportação quântica em laboratório. Em muitos filmes, esse tipo de trama aparece com frequência: uma figura misteriosa desaparece repentinamente em um lugar e reaparece no mesmo lugar. No entanto, como a teletransportação quântica viola o princípio da não-clonagem quântica e a incerteza de Heisenberg na mecânica quântica, trata-se apenas de um tipo de ficção científica na comunicação clássica.
No entanto, o conceito excepcional de emaranhamento quântico é introduzido na comunicação quântica, dividindo a informação do estado quântico desconhecido da fonte original em duas partes: informação quântica e informação clássica, o que torna esse incrível milagre possível. A informação quântica é a informação não extraída no processo de medição, enquanto a informação clássica é a medição original.
Progressos na comunicação quântica:
Desde 1994, a comunicação quântica entrou gradualmente na fase experimental e avança rumo à aplicação prática, apresentando excelente potencial de desenvolvimento e benefícios econômicos. Em 1997, Pan Jianwei, um jovem cientista chinês, e Bow Meister, um cientista holandês, experimentaram e realizaram a transmissão remota de estados quânticos desconhecidos.
Em abril de 2004, Sorensen et al. realizaram, pela primeira vez, a transmissão de dados entre bancos a uma distância de 1,45 km, utilizando a distribuição de emaranhamento quântico, marcando a transição da comunicação quântica do estágio laboratorial para o estágio de aplicação prática. Atualmente, a tecnologia de comunicação quântica tem atraído considerável atenção de governos, indústria e academia. Algumas empresas internacionais renomadas também estão desenvolvendo ativamente a comercialização da informação quântica, como a British Telephone and Telegraph Company, a Bell, a IBM, os Laboratórios AT&T nos Estados Unidos, a Toshiba no Japão, a Siemens na Alemanha, entre outras. Além disso, em 2008, o projeto da União Europeia "Desenvolvimento de rede global de comunicação segura baseada em criptografia quântica" estabeleceu uma rede de demonstração e verificação de comunicação segura com 7 nós.
Em 2010, a revista Time dos Estados Unidos noticiou o sucesso do experimento de teletransporte quântico de 16 km da China na coluna de “notícias bombásticas”, com o título “Salto da Ciência Quântica da China”, indicando que a China pode estabelecer uma rede de comunicação quântica entre a Terra e o satélite [3]. Em 2010, o Instituto Nacional de Pesquisa em Inteligência e Comunicação do Japão, a Mitsubishi Electric, a NEC, a ID Quantified da Suíça, a Toshiba Europe Limited e a All Vienna da Áustria estabeleceram a rede metropolitana de comunicação quântica de seis nós “Rede QKD de Tóquio” em Tóquio. A rede concentra-se nos resultados de pesquisa mais recentes de instituições e empresas de pesquisa com o mais alto nível de desenvolvimento em tecnologia de comunicação quântica no Japão e na Europa.
A Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., localizada no "Vale do Silício" da China – Zhongguancun, em Pequim, é uma empresa de alta tecnologia dedicada a atender instituições de pesquisa, institutos de pesquisa, universidades e pesquisadores científicos de empresas, tanto nacionais quanto internacionais. Nossa empresa atua principalmente na pesquisa e desenvolvimento independentes, projeto, fabricação e venda de produtos optoeletrônicos, oferecendo soluções inovadoras e serviços profissionais e personalizados para pesquisadores científicos e engenheiros industriais. Após anos de inovação independente, desenvolvemos uma linha completa e sofisticada de produtos fotoelétricos, amplamente utilizados nos setores municipal, militar, de transporte, de energia elétrica, financeiro, educacional, médico e outros.
Aguardamos com expectativa a oportunidade de cooperar com vocês!
Data da publicação: 05 de maio de 2023