Pela primeira vez, físicos demonstraram experimentalmente um protocolo de comunicação direta segura quântica (QSDC) combinado com memória quântica, que é essencial para armazenar e controlar a transferência de informações. Até agora, Os protocolos QSDC usaram linhas de atraso de fibra como um substituto para a memória quântica, mas o uso de memória quântica é necessário para aplicações futuras, como comunicação de longa distância em redes quânticas seguras.

Os pesquisadores, Wei Zhang et al., da Universidade de Ciência e Tecnologia da China e da Universidade de Correios e Telecomunicações de Nanjing, publicaram um artigo sobre sua demonstração experimental em uma edição recente da Cartas de revisão física .

QSDC é um dos vários tipos diferentes de métodos de comunicação quântica, e tem a capacidade de transmitir diretamente mensagens secretas por um canal quântico. Ao contrário da maioria dos outros métodos de comunicação quântica, O QSDC não exige que as duas partes que se comunicam compartilhem uma chave privada com antecedência. Semelhante a outros tipos de comunicação quântica, a segurança do método depende de alguns dos princípios básicos da mecânica quântica, como o princípio da incerteza e o teorema da não clonagem.

Como explicam os físicos, uma memória quântica é necessária para protocolos QSDC a fim de controlar efetivamente a transferência de informações em futuras redes quânticas. Contudo, realizar experimentalmente a memória quântica com QSDC é um desafio porque requer o armazenamento de fótons únicos emaranhados e o estabelecimento do emaranhamento entre memórias separadas.

Em seus experimentos, os pesquisadores demonstraram a maioria das etapas essenciais do protocolo, incluindo geração de emaranhamento; segurança do canal; e a distribuição, armazenar, e codificação de fótons emaranhados. Devido à dificuldade de decodificar fótons emaranhados da maneira ideal (o que requer a distinção entre quatro estados quânticos), os pesquisadores usaram um método alternativo de decodificação mais fácil de implementar.

No futuro, os pesquisadores esperam que seja possível demonstrar QSDC em distâncias de 100 km ou mais no espaço livre, semelhante às recentes demonstrações de distribuição quântica de chaves, teletransporte quântico e distribuição de emaranhamento ao longo dessas distâncias. Alcançar este objetivo marcará um passo importante na realização de QSDC de longa distância e escala global por satélite no futuro.

© 2017 Phys.org