p Em tecnologia da informação, esquemas de multiplexação são usados ​​para transmitir mais sinais do que o número de canais de transmissão disponíveis. Pesquisadores da ETH em Zurique inventaram um novo método pelo qual as informações são codificadas no ruído correlacionado entre ondas de luz espacialmente separadas. p Para enviar o máximo de informações possível de A para B ao mesmo tempo, cientistas e engenheiros desenvolveram técnicas cada vez mais sofisticadas nas últimas décadas. Essas técnicas, geralmente conhecido como multiplexação, permitem transmitir mais sinais do que o número de canais de transmissão disponíveis. Um exemplo típico disso é a transmissão de rádio em frequências diferentes. Cientistas da ETH em Zurique agora inventaram uma nova técnica de multiplexação baseada no ruído - algo que normalmente se tenta evitar.

p Correlações na fenda dupla

p Shawn Divitt, que iniciou o desenvolvimento da nova tecnologia há dois anos, quando trabalhava como Ph.D. estudante do grupo de pesquisa do professor Lukas Novotny, estava quase terminando sua dissertação quando teve uma ideia. Em um experimento de fenda dupla - um clássico na história da física - ele investigou como as correlações entre as ondas de luz nas duas fendas são criadas e como elas afetam o padrão de interferência.

p As correlações indicam o quão bem se pode prever, por exemplo, a fase oscilatória de uma onda de luz se alguém conhece a fase da outra onda. Mesmo que ambas as fases sejam "ruidosas, "o que significa que seus valores flutuam, eles ainda podem fazer isso de maneira mais ou menos sincronizada. Se as correlações forem fortes, um padrão de interferência claramente visível aparece em uma tela atrás das fendas em um experimento de fenda dupla. Correlações fracas, por outro lado, fazer com que o padrão de interferência seja apagado ou desapareça completamente.

p "A ideia era generalizar esse princípio e usá-lo para codificar informações, "Divitt explica. Para isso, ele calculou as correlações entre várias ondas de luz espacialmente separadas, que pode, por exemplo, ser transmitido através de uma fibra óptica. "O que é interessante é que existem correlações entre pares de ondas de luz, o que significa que o número dessas correlações não aumenta linearmente com o número de ondas de luz, mas quase quadraticamente, "diz Divitt.

p Em princípio, Portanto, deve ser possível transmitir seis bits de informação usando quatro ondas de luz, 28 bits usando oito ondas de luz, e assim por diante. O valor "1" de um bit pode então ser representado por uma correlação positiva (ruído sincronizado), e o valor "0" por uma correlação negativa.

p Experiência controlada remotamente

p No papel, esse tipo de "codificação de correlação" funcionou perfeitamente. Para ter a certeza, Contudo, que também pode ser realizado na prática, Divitt também queria fazer um teste em um experimento. Houve um problema, embora:Divitt é um cidadão americano, e seu visto expirou no final de seu doutorado. Então, ele adotou uma abordagem bastante incomum. Antes de retornar aos EUA, ele montou um experimento no laboratório de Novotny, no qual a codificação de informações em um feixe de fibra óptica é simulada usando um chamado modulador de luz espacial. As correlações entre as ondas de luz são manipuladas e posteriormente lidas com a ajuda de um padrão de interferência. De volta aos EUA, Divitt iniciou o experimento - por controle remoto de seu computador. Enquanto isso, colegas em Zurique certificaram-se de que a configuração experimental estava sempre em boa forma.

p Após, Divitt analisou os resultados em seu "escritório doméstico" e descobriu que seu método realmente funcionava. Ele e seu Ph.D. consultor desde então apresentou um pedido de patente para ele. "Claro, fazer pesquisas como essa é algo incomum, "Novotny comenta." Além disso, só foi possível porque a ETH fornece às pessoas a liberdade necessária para testar ideias selvagens de vez em quando - se necessário, mesmo de longe. "

p Possíveis vantagens de segurança

p Divitt e Novotny esperam que, por um lado, seu método será capaz de aumentar ainda mais a capacidade de dados dos cabos de fibra ótica. Como seu método não requer luz laser coerente, também deve ser mais barato do que as tecnologias convencionais. Por outro lado, a codificação de correlação também pode contribuir para a segurança dos dados. Uma vez que as oscilações das ondas de luz não podem ser registradas em "tempo real" devido à sua alta frequência, um possível bisbilhoteiro teria que desviar uma parte considerável da potência óptica para obter um padrão de interferência e, portanto, interceptar a informação. Este, por sua vez, seria notado imediatamente, o que exporia o bisbilhoteiro.

p Novotny pretende obter um novo Ph.D. aluno a bordo e investigar melhor os prós e os contras, bem como as possíveis aplicações da codificação de correlação. Por enquanto, Divitt mora em Washington, D.C., área com sua família de cinco pessoas, onde trabalha como físico pesquisador. Ele tem boas lembranças de seu tempo em Zurique e de sua experiência com controle remoto. Como um jovem Ph.D. estudante, ele adquiriu a ética de trabalho necessária para realizar tal projeto. “Quando comecei na ETH, ja tivemos nosso primeiro filho, então eu tive que estar bem organizado desde o início, "diz Divitt.