Os engenheiros da Northwestern University conseguiram a primeira demonstração de teletransporte quântico através de cabos de fibra óptica que transportam dados convencionais da Internet. Esta inovação, liderada pelo Professor Prem Kumar, combina perfeitamente comunicações quânticas e clássicas, utilizando a infraestrutura existente.
Engenheiros da Northwestern demonstram teletransporte quântico por fibra óptica
O estudo, publicado no diário Ópticarevela que o teletransporte quântico pode ocorrer sem a necessidade de configurações dedicadas para comunicação quântica. Kumar explicou que o trabalho demonstra como as redes quânticas e as redes clássicas podem compartilhar a mesma estrutura de fibra óptica. “Isso abre a porta para levar as comunicações quânticas para o próximo nível”, afirmou.
O teletransporte quântico depende do emaranhamento quântico, um fenômeno onde duas partículas se interconectam, permitindo a transferência de informações sem transmissão física. Este método permite uma comunicação ultrassegura, pois não requer dados para percorrer a distância entre o remetente e o destinatário. Em vez disso, utiliza partículas emaranhadas para transmitir informações através do seu estado partilhado, independentemente da distância.
Para realizar esse feito, Kumar e sua equipe superaram desafios associados às partículas emaranhadas que eram eliminadas por outro tráfego da Internet. Eles identificaram um comprimento de onda menos congestionado de 1.290 nanômetros, distinto da banda C de tráfego intenso de 1.547 nanômetros. Ao estudar habilmente a dispersão da luz em cabos de fibra óptica, os pesquisadores otimizaram as condições para minimizar a interferência de sinais sobrepostos.
Através de uma configuração envolvendo um cabo de fibra óptica de 30,2 quilômetros, a equipe transmitiu simultaneamente informações quânticas junto com tráfego de Internet de 400 Gbps. Eles realizaram medições quânticas no meio do caminho e verificaram que o estado quântico foi teletransportado com sucesso, comprovando a durabilidade do emaranhamento em meio ao tráfego intenso.
“Essa capacidade de enviar informações sem transmissão direta abre a porta para aplicações quânticas ainda mais avançadas realizadas sem fibra dedicada”, disse Jordan Thomas, Ph.D. candidato e principal autor do estudo. Embora este experimento tenha servido principalmente como prova de conceito, inovações futuras podem levar a aplicações práticas de comunicação quântica.
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Os próximos passos da equipe incluem estender o alcance experimental e empregar múltiplos pares de fótons emaranhados – uma abordagem chamada troca de emaranhamento. Esta técnica pode aprimorar os recursos de rede quântica, mantendo os benefícios das infraestruturas existentes. As suas ambições estendem-se a testes com cabos ópticos ao nível do solo, enfatizando a viabilidade destas tecnologias quânticas em cenários do mundo real.
Um aspecto notável deste progresso é o seu potencial reflexo nas medidas de segurança nas comunicações, oferecendo um método de transmissão de dados impermeável à interceptação. Kumar enfatizou uma consideração crítica: “Se escolhermos adequadamente os comprimentos de onda, não teremos que construir uma nova infra-estrutura. As comunicações clássicas e as comunicações quânticas podem coexistir.”
Esta conquista, embora significativa, ainda requer mais investigação e refinamento antes de poder ser traduzida em aplicações práticas. À medida que as tecnologias quânticas continuam a evoluir, as implicações deste trabalho poderão redefinir o panorama da comunicação segura. O estudo colocou um destaque substancial na viabilidade contínua da fusão das comunicações quânticas e clássicas dentro das estruturas estabelecidas já em vigor.
Crédito da imagem em destaque: Comparar Fibra/Unsplash
