p Cientistas do Laboratório de Pesquisa RDECOM, o laboratório de pesquisa corporativa do Exército (ARL) encontrou uma nova maneira de proteger as informações quânticas durante a transmissão, abrindo a porta para uma comunicação mais segura e confiável para os combatentes no campo de batalha. p Avanços recentes de tecnologias de ponta em lasers e nanofísica, a óptica quântica e a fotônica deram aos pesquisadores as ferramentas necessárias para controlar e manipular sistemas quânticos em miniatura, como átomos ou fótons individuais - as menores partículas de luz.

p Esses desenvolvimentos deram origem a uma nova área da ciência - Ciência da Informação Quântica, ou QIS, que estuda informações codificadas em sistemas quânticos e abrange a computação quântica, comunicação quântica e sensoriamento quântico entre outros subcampos.

p Acredita-se que a Ciência da Informação Quântica tenha o potencial de moldar a maneira como as informações são processadas no futuro.

p O laboratório de pesquisa corporativa do Exército investe em pesquisa QIS para garantir superioridade tecnológica contínua neste campo em rápido desenvolvimento, que, por sua vez, trará várias novas tecnologias de computação, criptografia, comunicação segura e medições precisas.

p Contudo, para utilizar informações quânticas, os cientistas precisam descobrir maneiras robustas de processá-lo e transmiti-lo - uma tarefa que está sendo realizada pelos drs. Daniel Jones, Brian Kirby, e Michael Brodsky da Diretoria de Ciências da Informação e Computação do laboratório.

p "Em nosso mundo clássico, as informações são frequentemente corrompidas durante a manipulação e transmissão - todos estão familiarizados com conexões de telefone celular barulhentas em áreas de recepção ruim, "Brodsky disse." Assim, engenheiros de comunicação têm trabalhado em uma variedade de técnicas para filtrar o ruído. "

p Em comunicações clássicas, a filtragem é bastante simples, pois é feita localmente, que é no próprio lugar em que as informações são recebidas, como diretamente em seu telefone ou roteador de Internet.

p No mundo quântico, as coisas se tornam muito mais complexas.

p A equipe de pesquisa do laboratório está procurando maneiras de filtrar o ruído de pequenos bits de informação quântica - bits quânticos ou qubits enviados por links de telecomunicações de fibra óptica.

p Eles descobriram que a filtragem não precisa necessariamente ser feita pela parte receptora.

p "A natureza dos estados quânticos em que as informações são codificadas é tal que a filtragem poderia ser feita mais facilmente em um local diferente na rede, "Kirby disse.

p Isso mesmo, para consertar um qubit enviado por uma determinada rota, pode-se realmente aplicar um filtro a outros qubits que percorrem uma rota diferente.

p Ao longo do último ano, os pesquisadores têm investigado o problema da transmissão de pares emaranhados de fótons pelas fibras ópticas.

p "Começamos desenvolvendo uma compreensão de como as propriedades físicas das fibras reais de telecomunicações, como birrefringência residual inerente e perda dependente de polarização, ou PDL, afetam a qualidade das comunicações quânticas, "Disse Jones." Exploramos uma nova abordagem matemática, que levou ao desenvolvimento de um modelo geométrico simples e elegante dos efeitos do PDL no emaranhamento de polarização, "Kirby acrescentou.

p O modelo desenvolvido prevê a qualidade dos estados quânticos transmitidos, bem como a taxa na qual as informações quânticas podem ser transmitidas.

p Além disso, a equipe do laboratório inventou uma nova técnica que ajuda a reduzir os efeitos deletérios do ruído.

p Os modelos desenvolvidos foram validados experimentalmente usando o recém-construído Quantum Networking Testbed no laboratório, que simula a infraestrutura prática de fibra de telecomunicações.

p "Acreditamos que esta pesquisa tem potencial para revolucionar a segurança cibernética e permitir o compartilhamento seguro de segredos e autenticação para o combatente do futuro, "Brodsky disse." Além disso, terá um impacto no desenvolvimento de melhores sensores para navegação de posição e tempo, bem como computadores quânticos que podem resultar na síntese de novos materiais especiais com propriedades sob demanda. "

p De acordo com os pesquisadores, para tornar a tecnologia quântica uma realidade, um testbed implantado em campo em grande escala deve ser construído, orientando assim o desenvolvimento de hardware e software quântico.

p Um artigo de jornal documentando a pesquisa intitulada "Ajustando canais quânticos para maximizar o emaranhamento de polarização para pares de fótons de telecomunicações" é apresentado no prestigioso Nature Partner Journal Quantum Information .