Autor principal, Phil Sibson no laboratório. Crédito:University of Bristol
Mensagens embaralhadas e indecifráveis são a espinha dorsal da internet como a conhecemos.
A criptografia complexa protege nossas contas bancárias e identidades contra fraudes, permitindo-nos comprar e vender online com segurança, sem nunca sair do conforto das nossas salas.
Mas a introdução potencial de computadores quânticos ultrapoderosos torna nossas informações pessoais vulneráveis a ataques diretos.
Agora, pesquisadores do Quantum Engineering Technology Labs (QETLabs) da Universidade de Bristol desenvolveram minúsculos circuitos de microchip que exploram o estranho mundo da mecânica quântica e fornecem um nível de segurança aprimorado pelas leis da física quântica.
Esses dispositivos distribuem chaves criptográficas usando as propriedades quânticas de emaranhamento, superposição e a aleatoriedade absoluta fornecida pelo comportamento quântico, que não é reproduzível por nenhum outro meio.
O pesquisador principal, Professor Mark Thompson, disse:"O sistema que desenvolvemos permite que as informações sejam trocadas usando fótons únicos de luz em um estado quântico.
"Se um bisbilhoteiro hackear sua transmissão, eles colapsarão os estados quânticos frágeis e o sistema irá alertá-lo imediatamente sobre sua presença e encerrar a transmissão. "
Silicon render - distribuição quântica de chaves entre chips de silício. Crédito:University of Bristol
Este trabalho, publicado na edição de fevereiro de Nature Communications , demonstrou o primeiro sistema de comunicação segura quântica chip a chip do mundo, usando circuitos de microchip com apenas alguns milímetros de tamanho.
Esta colaboração internacional, incluindo pesquisadores de Bristol, Glasgow e NiCT no Japão, usaram fabricantes comerciais de chips semicondutores para fazer seus dispositivos - da mesma forma que o silício padrão da Intel para fazer as unidades de processamento central (CPUs) mais recentes.
Contudo, em vez de usar eletricidade, esses dispositivos miniaturizados usavam luz para codificar informações no nível de um único fóton, fornecendo chaves de criptografia com uma vida útil ilimitada.
Autor principal Philip Sibson, acrescentou:"Nossa pesquisa abre caminho para muitas aplicações que têm, até agora, sido inviável.
"A tecnologia é miniaturizada para dispositivos portáteis, tem funcionalidade aprimorada para redes de telecomunicações, e emprega manufatura econômica para implantar de forma viável a tecnologia de distribuição de chaves quânticas em casa. "
A equipe de Bristol continuou desenvolvendo esta tecnologia, demonstrando um design inovador que permite a mesma funcionalidade em um processo compatível com semicondutor de óxido metálico complementar (CMOS), aparecendo na edição de fevereiro da Optica .
Processamento baseado em chip - transmissor QKD de fosfeto de índio. Crédito:University of Bristol
Embora os primeiros dispositivos usassem uma abordagem de fabricação mais cara e complexa, esses dispositivos de próxima geração são fabricados em silício padrão, pavimentando o caminho para a integração direta com circuitos microeletrônicos.
Em última análise, isso levará à integração em dispositivos elétricos do dia a dia, como laptops e telefones celulares.
O Dr. Chris Erven explicou:"Como parte do Centro de Comunicações Quantum do Reino Unido, estamos no processo de implantação desses dispositivos em todo o coração da rede de fibra óptica de Bristol City, permitindo-nos testar esses sistemas de comunicação ultra-seguros em cenários do mundo real. "
