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– Pesquisadores da Universidade de Twente (UT) descobriram uma nova maneira de proteger dados de ataques com computadores quânticos. Como eles publicaram no New Journal of Physics.
Cortesia da Universidade de Twente: Com os computadores quânticos em ascensão, não podemos mais excluir a possibilidade de um computador quântico se tornar tão poderoso que pode quebrar a criptografia existente. Partículas únicas de luz já estão sendo usadas para proteger os dados, mas a transmissão de 1 bit por fóton é lenta. Pepijn Pinkse liderou o experimento para aumentar a velocidade de comunicação em até 7 bits por fóton.
Os computadores usam criptografia para proteger sua comunicação. Por exemplo, a comunicação entre o telefone e o banco para transferir alguns fundos deve ser segura para impedir que criminosos alterem a mensagem e instruir o banco a transferir dinheiro para uma conta bancária diferente. Um computador quântico poderia, em teoria, quebrar a criptografia existente. Mas, até recentemente, a demonstração de que um computador quântico pode fazer qualquer coisa que um computador clássico veloz não pode fazer era excelente. A este ponto chamamos de “supremacia quântica”.
Supremacia quântica
Recentemente, o Google reivindicou na Nature uma prova experimental dessa “supremacia quântica”, embora com um cálculo que não tem uso prático. No entanto, não podemos mais excluir a possibilidade de que os computadores quânticos se tornem tão poderosos que quebrem a criptografia existente, pois existem algoritmos quânticos conhecidos que quebram os métodos criptográficos mais usados atualmente. Felizmente, a tecnologia quântica também oferece soluções. Com a Quantum Key Distribution (QKD), é possível criar com segurança chaves secretas entre um remetente e um destinatário. Isso não é ficção científica. Os sistemas comerciais QKD estão disponíveis em vários fornecedores e as versões baseadas em espaço já estão implantadas.
Amplie os alfabetos quânticos
Os sistemas QKD padrão usam partículas únicas de luz – fótons – que estão em um dos dois estados possíveis, por exemplo, polarizados horizontal ou verticalmente. Isso limita a transmissão a 1 bit por fóton. Em certo sentido, os fótons são codificados em um alfabeto de apenas duas letras: a e b.
Pesquisadores da UT agora aumentaram esse número com mais de mil letras. Isso aumenta a resistência contra ruído e potencialmente aumenta a taxa de dados. Eles conseguiram isso codificando as informações quânticas em 1024 possíveis localizações dos fótons usados. Para tornar difícil para um invasor ver o que foi enviado, eles alternam aleatoriamente a codificação entre dois alfabetos diferentes.
É como tentar adivinhar o que é falado em duas salas de conferência. Em uma sala, o idioma da conferência é o chinês e, na outra, o holandês, mas você não sabe antes de entrar. Pepijn pinkse
Falando holandês em uma sala de conferências chinesa
Pepijn Pinkse, que liderou o experimento, explica: “É como tentar adivinhar o que é falado em duas salas de conferência. Em uma sala, o idioma da conferência é o chinês e o outro holandês, mas você não sabe antes de entrar. Se um falante holandês escolhe a sala chinesa, ele não entende nada, embora para um falante chinês as palestras sejam claras. Em nosso método, o remetente usa dois idiomas e alterna aleatoriamente entre eles. Além disso, o receptor alterna entre ouvir em um idioma ou no outro. Somente se os idiomas coincidirem, bits úteis serão transmitidos, na comunicação. Ouvir as duas línguas ao mesmo tempo é proibido pelas leis fundamentais da física. ”
Nova revista de física
Empregando essa técnica em conjunto com luz muito fraca, um chip para projetor de vídeo e uma moderna câmera de detecção de fótons, os pesquisadores demonstraram que podiam transmitir até 7 bits seguros por fóton. Seus resultados foram publicados em 18 de dezembro no New Journal of Physics em seu artigo intitulado Distribuição de chaves quânticas com alfabeto grande usando luz codificada espacialmente, na comunicação.
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