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    Um passo importante para uma rede de comunicação quântica completamente segura
    p Os pesquisadores Michael Zugenmaier e Karsten Dideriksen ao lado de sua configuração experimental. Crédito:Niels Bohr Institute

    p A busca por uma rede de informações segura está ativa. Pesquisadores do Instituto Niels Bohr, Universidade de Copenhague, conseguiram recentemente aumentar o tempo de armazenamento de informações quânticas, usando um pequeno recipiente de vidro cheio de átomos em temperatura ambiente, dando um passo importante em direção a uma rede de distribuição codificada quântica segura. p Envio de informações em fibras ópticas por longas distâncias no regime clássico

    p O envio de informações por longas distâncias pode ser feito codificando mensagens em pulsos de luz, e enviá-los por meio de fibras ópticas. Mas há perda de fibras, então a amplificação é necessária ao longo do caminho. Os repetidores amplificam os pulsos de luz em intervalos específicos ao longo da linha, e voila! - a comunicação transatlântica é possível. Mas há um problema:não é totalmente seguro. As informações podem ser obtidas, e mesmo se estiver codificado, códigos podem ser quebrados.

    p Distribuindo informações no regime quântico

    p O que acontece ao enviar informações quânticas, é ligeiramente diferente. A informação em si não está realmente viajando, mas é teletransportado via emaranhamento distribuído na rede. O remetente tem metade do emaranhamento, e o receptor fica com a outra metade.

    p O emaranhamento é muito mais fácil de criar em distâncias curtas, assim, a linha entre o emissor e o receptor é segmentada e o emaranhamento é criado entre cada início e fim dos segmentos. Se cada segmento for capaz de armazenar o emaranhamento, o operador de linha pode esperar até que o emaranhamento seja criado em todos os segmentos e então realizar trocas de emaranhamento nas juntas para estender o emaranhamento até a distância total entre o emissor e o receptor. Portanto, o armazenamento é fundamental - e é por isso que a melhoria do tempo de armazenamento agora feito pelos pesquisadores é tão importante. Somente quando o emaranhamento está no lugar em todo o comprimento da linha, a comunicação real pode ocorrer. Pelo caminho, é totalmente inacessível para qualquer outra pessoa, já que a delicada informação quântica se autodestrói imediatamente se você tentar espionar ou manipulá-la de alguma forma.

    p Ilustração:Ao distribuir o emaranhamento entre o remetente A e o destinatário B, a linha de comunicação é segmentada pela inserção de repetidores quânticos. Nesta ilustração, A está emaranhado com Quantum Repeater I enquanto B está emaranhado com Quantum Receiver II. Após a troca de emaranhamento nos repetidores quânticos, o emaranhamento é compartilhado entre A e B. Os repetidores quânticos não possuem mais nenhum emaranhamento e não podem ser usados ​​para interceptar mensagens. Crédito:Niels Bohr Institute

    p Precisamos de muitos repetidores quânticos

    p O tempo de armazenamento entra em cena, porque, na verdade, leva algum tempo para a informação viajar pelas fibras. O delicado emaranhamento quântico deve ser armazenado, esperando sua vez de viajar pela fibra óptica. Faz muito sentido buscar um sistema que opere em temperatura ambiente, devido à escala de tais redes. Se repetidores quânticos tiverem que ser implantados para o aplicativo. a cada 10 km de linha de comunicação, os benefícios de uma configuração simples, trabalhando em temperatura ambiente, são tremendos.

    p Os pesquisadores do Instituto Niels Bohr conseguiram aumentar essa vida útil crucial do estado quântico em temperatura ambiente para cerca de um quarto de milissegundo, e neste período de tempo, a luz pode viajar cerca de 50 km na fibra. "Então, 50 km - ainda não é muito longe, se você quiser enviar informações quânticas regionais, mas é muito mais longo do que o que foi alcançado anteriormente com átomos em temperatura ambiente ", diz Karsten Dideriksen, Ph.D. aluno do projeto.

    p A tecnologia atual

    p A técnica em si consiste em um pequeno recipiente de vidro, preenchido com átomos de Césium, em que os pesquisadores são capazes de carregar, armazenar e recuperar fótons individuais (partículas de luz) de, os estados quânticos necessários para o repetidor. Essa técnica melhora a vida útil dos estados quânticos em temperatura ambiente cem vezes. Simplicidade é a chave, como se deve imaginar essa tecnologia, uma vez desenvolvido em todo o seu potencial, espalhados pelo mundo como repetidores quânticos em nossas redes de informação.

    p A perspectiva imediata é, como mencionado, armazenamento para uso em redes seguras de informações quânticas, mas outras opções, como geração de fótons únicos sob demanda para computação quântica, estão na mesa.
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