Uma internet quântica pode muito bem ser a primeira tecnologia de informação quântica a se tornar realidade. Pesquisadores da QuTech em Delft, Os Países Baixos, publicou hoje um guia abrangente para esse objetivo em Ciência . Ele descreve seis fases, começando com redes simples de qubits que já poderiam permitir comunicações quânticas seguras - uma fase que pode se tornar realidade em um futuro próximo. O desenvolvimento termina com redes de computadores quânticos totalmente conectados ao quantum. Em cada fase, novas aplicações tornam-se disponíveis, como sincronização de relógio extremamente precisa ou integração de diferentes telescópios na Terra em um super telescópio virtual. Este trabalho cria uma linguagem comum que une o campo altamente interdisciplinar das redes quânticas para realizar o sonho de uma internet quântica mundial.

Uma internet quântica revolucionará a tecnologia de comunicação, explorando fenômenos da física quântica, como o emaranhamento. Os pesquisadores estão trabalhando em uma tecnologia que permite a transmissão de bits quânticos entre dois pontos quaisquer na Terra. Esses bits quânticos podem ser zero e um ao mesmo tempo, e podem ser emaranhados - seus destinos são mesclados de tal forma que uma operação em um dos qubits afeta instantaneamente o estado do outro.

Isso traz dois recursos que estão provavelmente fora do alcance da internet que conhecemos hoje. A primeira é que o emaranhamento permite uma melhor coordenação entre locais distantes. Isso o torna extremamente adequado para tarefas como sincronização de relógio ou a conexão de telescópios distantes para obter melhores imagens. A segunda é que o emaranhamento é inerentemente seguro. Se dois bits quânticos estão emaranhados ao máximo, então, nada mais no universo pode ter qualquer participação nesse emaranhamento. Esse recurso torna o emaranhamento adequado exclusivamente para aplicativos que exigem segurança e privacidade.

Muitas outras aplicações de uma internet quântica já são conhecidas, e mais provavelmente serão descobertos quando as primeiras redes ficarem online. Pesquisadores da QuTech, uma colaboração entre a Delft University of Technology e a organização holandesa para a pesquisa científica aplicada TNO estabeleceu agora estágios de desenvolvimento quântico da Internet distinguidos por capacidades tecnológicas e aplicações correspondentes.

O estágio mais baixo de uma verdadeira rede quântica - uma rede de preparação e medição - permite a entrega ponta a ponta de bits quânticos entre quaisquer dois nós da rede, um bit quântico de cada vez. Isso já é suficiente para suportar muitas aplicações criptográficas de uma rede quântica. O estágio mais alto é o objetivo de longo prazo de conectar grandes computadores quânticos nos quais aplicativos quânticos arbitrários podem ser executados.

Além de fornecer um guia para um maior desenvolvimento, o trabalho apresenta desafios tanto para os esforços de engenharia quanto para o desenvolvimento de aplicações. "Por um lado, gostaríamos de construir estágios cada vez mais avançados em rede ", diz Stephanie Wehner, autor principal do trabalho, "Por outro lado, os desenvolvedores de software quântico são desafiados a reduzir os requisitos de protocolos de aplicativos para que eles possam ser realizados já com os recursos tecnológicos mais modestos de um estágio inferior. "O co-autor Ronald Hanson acrescenta:" Este trabalho estabelece uma linguagem comum muito necessária entre os altamente campo interdisciplinar de redes quânticas abrangendo física, Ciência da Computação e Engenharia."

As primeiras verdadeiras redes quânticas, permitindo a transmissão ponta a ponta de bits quânticos, espera-se que sejam realizados nos próximos anos, anunciando o surgimento de uma internet quântica em grande escala.