Propriedades do fóton

Os fótons são partículas muito impressionantes. Eles não têm massa, são a menor medida da luz e podem ocorrer em todos os seus estados possíveis de uma vez só, que é chamado de função de onda. Isso significa que seja qual for a direção em que um fóton pode girar, digamos na diagonal, vertical e horizontal, ele o faz de uma vez só. A luz nesse estado é chamada de não-polarizada. É exatamente a mesma coisa caso você se movesse constantemente para leste, oeste, norte, sul, para cima e para baixo ao mesmo tempo. Intrigante? Pode apostar. Mas não deixe que isso o confunda. Até os físicos quânticos se confundem com as implicações da função de onda.

A base da física quântica é o fator de imprevisibilidade. Essa imprevisibilidade foi bem definida pelo Princípio da Incerteza de Heisenberg. Basicamente, esse princípio afirma que é impossível determinar a posição e a velocidade de um objeto, ao mesmo tempo.

Mas ao lidar com fótons para criptografia, o princípio de Heisenberg pode ser usado para nosso benefício. Para criar um fóton, os criptógrafos quânticos usam LEDs, diodos emissores de luz, como uma fonte de luz não-polarizada. Os LEDs são capazes de criar apenas um fóton por vez, que é como uma cadeia de fótons pode ser criada, em vez de uma grande explosão. Por meio do uso de filtros de polarização, podemos fazer com que o fóton assuma um estado ou outro ou ainda polarizá-lo. Se usarmos um filtro de polarização vertical posicionado do outro lado de um LED, poderemos polarizar os fótons que surgirem: Os fótons que não são absorvidos aparecerão do outro lado com um spin vertical ( | ).

A questão a respeito dos fótons é que, uma vez polarizados, eles não podem ser medidos novamente com precisão, exceto por meio de um filtro como aquele que, a princípio, produziu seu spin atual. Portanto, se um fóton com um spin vertical for medido por meio de um filtro diagonal, ou o fóton não passará pelo filtro ou o filtro irá afetar o comportamento do fóton, fazendo com que ele assuma um spin diagonal. Nesse sentido, a informação sobre a polarização original do fóton se perde e o mesmo também acontece com qualquer informação vinculada ao spin do fóton.

Então como você vincula informação ao spin de um fóton? Essa é a base da criptografia quântica. Leia a página a seguir para descobrir como funciona a criptografia quântica.