Problemas da criptologia quântica

Apesar de toda a segurança que oferece, a criptologia quântica também tem algumas imperfeições fundamentais. A principal dessas imperfeições é o comprimento abaixo do qual o sistema irá funcionar: ele é muito curto.

O sistema de criptografia quântica original, formulado em 1989 por Charles Bennett, Gilles Brassard e John Smolin, enviou um código até uma distância de 36 centímetros [fonte: Scientific American (em inglês)]. Desde então, modelos mais novos atingiram uma distância de 150 km. Mas isso ainda é muito pouco com relação aos requisitos de distância necessários para transmitir informações com sistemas de computador e de telecomunicações modernos.

O motivo pelo qual a capacidade da criptologia quântica estar restrita a comprimentos muito curtos se deve à interferência. Um spin de fóton pode ser alterado quando interage com outras partículas e, portanto, quando for recebido, talvez não esteja mais polarizado da forma como se pretendida originalmente. Isso significa que um 1 pode passar a ser um 0. Esse é o fator de probabilidade em aplicação na física quântica. Como aumenta a distância que um fóton deve percorrer para transmitir sua mensagem binária, também aumenta a chance de que ele irá encontrar outras partículas e ser influenciado por elas.

Um grupo de pesquisadores austríacos talvez tenha solucionado esse problema. A equipe usou o que Albert Einstein chamava de “ação fantasma à distância.” Essa observação da física quântica se baseia no emaranhamento de fótons. No nível quântico, os fótons podem passar a depender uns dos outros depois de sofrer algumas reações com partículas e seus estados se tornarem emaranhados. Esse emaranhamento não significa que os dois fótons estejam conectados fisicamente, mas eles se tornam conectados de uma maneira que os físicos ainda não compreendem. Em pares emaranhados, cada fóton tem o spin oposto ao do outro. Por exemplo, ( / ) e ( ). Se o spin de um for medido, o spin do outro poderá ser deduzido. O que é estranho ou “fantasmagórico” com relação aos pares emaranhados é que eles permanecem emaranhados, mesmo quando estão separados por uma distância.

A equipe austríaca colocou um fóton de um par emaranhado em cada extremidade de um cabo de fibra óptica. Quando um fóton foi medido em uma polarização, seu correspondente emaranhado assumiu a polarização oposta, significando que a polarização que o outro fóton assumiria poderia ser prevista. Ele transmitiu suas informações para seu parceiro emaranhado. Isso poderia solucionar o problema da distância da criptografia quântica, já que agora há um método para ajudar a prever as ações dos fótons emaranhados.

Embora esse método tenha sido criado há apenas alguns anos, a criptografia quântica talvez já tenha sido quebrada. Um grupo de pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology usufruíram de outra propriedade do emaranhamento. Neste formato, dois estados de um único fóton se tornaram relacionados e não as propriedades de dois fótons separados. Ao emaranhar os fótons que a equipe interceptou, ela pôde medir uma propriedade do fóton e fazer uma conjectura de qual seria a medição da outra propriedade, como seu spin. Não medindo o spin do fóton, eles puderam identificar sua direção sem afetá-lo. Portanto, o fóton fez seu percurso até seu destinatário sem alteração.

Os pesquisadores do MIT admitiram que seu método de espreita talvez não abranja outros sistemas, mas que com um pouco mais de pesquisa, ele poderia ser perfeito. Felizmente, a criptologia quântica será capaz de permanecer um passo à frente, à medida que os métodos de decodificação continuarem a progredir.

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