Uma equipe de pesquisa polonesa / tcheca demonstrou como até mesmo uma forma de dinheiro aparentemente ultrassegura, projetado usando a mecânica quântica pode ter uma brecha de segurança potencialmente importante, colocando-o em risco de falsificação. Mas isso não destaca as deficiências dessa nova tecnologia empolgante, mas sim seu potencial contínuo para transformar a sociedade humana no século 21.

As tecnologias quânticas estão, sem dúvida, em voga nas comunidades científica e tecnológica. Conforme a teoria se torna realidade, essas tecnologias empolgantes prometem transformar nossas sociedades nas próximas décadas.

A tecnologia de amanhã

Conforme observado na edição desta semana do O economista :'Uma touca que pode observar neurônios individuais, permitindo que outros monitorem a mente do usuário. Um sensor que pode localizar submarinos nucleares ocultos. Um computador que pode descobrir novas drogas, revolucionar a negociação de valores mobiliários e projetar novos materiais. Uma rede global de links de comunicação cuja segurança é garantida por leis físicas inquebráveis. Essa - e mais - é a promessa da tecnologia quântica. '

A UE também saltou no movimento quântico, com financiamento de cerca de 550 milhões de euros através do Horizonte 2020 para garantir que a Europa mantenha o seu papel como uma das potências globais da investigação quântica (para saber mais sobre os esforços da UE neste domínio, consulte o Pacote de resultados CORDIS sobre tecnologias quânticas.

Além disso, como acontece com todas as tecnologias em desenvolvimento, os cientistas não apenas terão que fazer avançar o que funciona, mas também encontrar soluções para os pontos fracos existentes. Uma equipe de cientistas poloneses e tchecos fez exatamente isso ao desenvolver o que deveria ser - em teoria - "dinheiro quântico" ultrasseguro, mas imediatamente encontrou uma falha séria que o deixava sob risco de falsificação. A pesquisa foi publicada na revista 'npj Quantum Information'.

Forjando o imprevisível

Em condições ideais, moeda quântica é impossível de falsificar. Mas, graças à confusão da realidade, um falsificador com acesso a equipamentos sofisticados pode driblar essa segurança quântica se os bancos não tomarem as precauções adequadas. O conceito de dinheiro quântico existe desde a década de 1970, proposto pela primeira vez pelo então aluno de graduação da Universidade de Columbia Stephen Wiesner, mas esta é a primeira vez que alguém cria e falsifica dinheiro quântico.

Em vez de notas de papel ou plástico, as contas quânticas da equipe de pesquisa foram cunhadas em luz. Para transferir fundos, uma série de fótons seria transmitida a um banco usando as polarizações dos fótons, a orientação de suas ondas eletromagnéticas, para codificar informações.

Para ilustrar sua técnica de uma forma divertida, Os pesquisadores transmitiram uma imagem pixelizada de uma nota de banco - uma nota de xelim austríaca pré-euro - usando polarizações de fótons para representar tons de cinza. Em um sistema monetário quântico real, cada nota seria diferente e as polarizações dos fótons seriam distribuídas aleatoriamente, em vez de formar uma imagem. As polarizações criariam um código semelhante a um número de série que o banco poderia verificar para verificar se os fundos são legítimos.

Crucialmente, um criminoso que interceptasse os fótons não poderia copiá-los com precisão porque as informações quânticas não podem ser duplicadas perfeitamente. 'Esta é realmente a pedra angular da segurança do dinheiro quântico, 'diz Karel Lemr, co-autor do estudo da Palacký University Olomouc, na República Tcheca.

Contudo, o sistema não seria tão seguro quanto parece à primeira vista. Como os fótons individuais são facilmente perdidos ou distorcidos durante a transmissão, os bancos teriam que aceitar contas quânticas parciais, análogo a uma nota de papel com um canto rasgado. Isso dá uma oportunidade para os criminosos fazerem falsificações que não são perfeitas, mas são indiscutivelmente bons o suficiente para serem verificados pelo banco.

Lemr e seus colegas usaram um clonador ideal, um dispositivo que chega o mais perto possível de copiar informações quânticas (a tecnologia para instigar um sistema de dinheiro real baseado em tecnologias quânticas ainda não existe fisicamente), para tentar uma falsificação. A equipe mostrou que um banco aceitaria uma nota falsa se o padrão de precisão não fosse alto o suficiente - mais de cerca de 84% das polarizações dos fótons recebidos devem corresponder ao original.

Anteriormente, esta vulnerabilidade 'não foi explicitamente apontada, mas não é surpreendente, 'diz o cientista da computação teórico Thomas Vidick, da Caltech, que não participou da pesquisa. O resultado, ele diz, indica que os bancos devem ser rigorosos o suficiente em seus padrões para provar que as contas que recebem são reais.

Portanto, embora este experimento destaque não apenas o grande potencial das tecnologias quânticas, também expõe desafios de segurança significativos que ainda precisam ser superados. Isso não se limita apenas ao conceito de dinheiro quântico, mas também muitos dos outros produtos revolucionários que o controle humano da mecânica quântica promete.

Contudo, como 'The Economist' resume, os desafios restantes são principalmente de engenharia, ao invés de científico, e o que é mais empolgante na tecnologia quântica é seu potencial ainda inexplorado.