Os computadores quânticos representam uma grande ameaça à segurança das comunicações modernas, decifrar códigos criptográficos que demorariam uma eternidade para os computadores normais serem quebrados. Mas aproveitar as propriedades do comportamento quântico também pode fornecer uma rota para a criptografia realmente segura.

Defesa, finança, rede social - as comunicações em todos os lugares dependem da segurança criptográfica. A criptografia envolve a confusão de mensagens de acordo com um código, ou chave, que tem muitas combinações, mesmo para computadores muito poderosos.

Mas os computadores quânticos têm uma vantagem. Ao contrário dos computadores normais, que processam informações em 'bits' de uns e zeros definidos, computadores quânticos processam informações em 'qubits, "cujos estados permanecem incertos até o cálculo final.

O resultado é que um computador quântico pode efetivamente experimentar muitas chaves diferentes em paralelo. A criptografia que seria impenetrável para computadores normais poderia levar apenas alguns segundos para um computador quântico ser quebrada.

Computadores quânticos práticos que podem ser usados ​​para quebrar a criptografia devem levar anos, se não décadas, longe. Mas isso não deve ser uma garantia:mesmo que um hacker não consiga decifrar informações confidenciais agora, eles poderiam salvá-lo e simplesmente esperar até que um computador quântico estivesse disponível.

"O problema já existe, "disse o professor Valerio Pruneri do Instituto de Ciências Fotônicas de Barcelona, Espanha, e o coordenador de um projeto de segurança quântica denominado CiViQ. "Um hacker pode pegar o que está armazenado agora, e quebrar sua chave em uma data posterior. "

A resposta, diz o Prof Pruneri, é outra tecnologia quântica. Conhecida como distribuição de chave quântica (QKD), é um conjunto de regras para criptografar informações - conhecido como protocolo de criptografia - que é quase impossível de quebrar, mesmo por computadores quânticos.

Bisbilhotice

QKD envolve duas partes que compartilham uma chave quântica aleatória, de acordo com o qual algumas informações separadas são codificadas. Porque na teoria quântica é impossível observar algo sem corrompê-lo, as duas partes saberão se outra pessoa bisbilhotou a chave - e, portanto, se é seguro, ou não, para compartilhar suas informações codificadas.

Até agora, O QKD geralmente envolve tecnologia especializada, como detectores e emissores de fóton único, que são difíceis de serem implementados por pessoas fora dos laboratórios. No projeto CiViQ, Contudo, O Prof. Pruneri e sua equipe estão desenvolvendo uma variante do QKD que funciona com tecnologia de telecomunicações convencional.

Eles já criaram protótipos, e realizou algumas demonstrações de campo. Agora, os pesquisadores estão trabalhando com clientes da indústria de telecomunicações, incluindo a Telefónica na Espanha, Orange na França e Deutsche Telekom na Alemanha para criar sistemas que funcionem de acordo com seus respectivos requisitos, com a esperança de que os primeiros sistemas possam estar online dentro de três anos.

A esperança do Prof. Pruneri é criar sistemas de comunicação altamente seguros de até 100 km de tamanho adequados para o governo, finança, setores médicos e outros de alto risco nas cidades. Pode até ser usado por consumidores comuns, embora o Prof. Pruneri diga que o QKD atualmente atinge distâncias mais curtas e velocidade mais baixa do que a comunicação normal.

Aleatória

Como a criptografia normal, O QKD precisa que chaves aleatórias - sequências de números - sejam geradas em primeiro lugar. Quanto mais aleatórias forem essas chaves, quanto maior for a segurança do sistema, pois há menos chance de as chaves serem adivinhadas. Mas o problema é que os números gerados com os métodos tradicionais muitas vezes não são totalmente aleatórios.

Aqui, a mecânica quântica pode novamente vir em socorro. O comportamento dos átomos, Acredita-se que fótons e elétrons sejam verdadeiramente aleatórios e isso pode ser usado como uma forma de gerar números que não podem ser previstos.

O professor Hugo Zbinden, da Universidade de Genebra, na Suíça, disse:"Os geradores de números aleatórios quânticos lucram com a aleatoriedade intrínseca da física quântica, enquanto os verdadeiros geradores de números aleatórios clássicos são baseados em sistemas caóticos, que são deterministas e, em teoria, até certo ponto previsível. "

Já existem geradores de números aleatórios quânticos, mas para torná-los mais amplamente aplicáveis, o Prof. Zbinden e seus colegas que trabalham em um projeto chamado QRANGE estão melhorando sua velocidade e confiabilidade, além de reduzir seu custo. Atualmente, eles estão tentando desenvolver protótipos com um 'nível de preparação de alta tecnologia' - em outras palavras, protótipos que demonstram que a tecnologia está pronta para uso no mundo real.

O trabalho é uma etapa importante para garantir que, embora seja uma ameaça à segurança de nossas comunicações atuais, as abordagens quânticas também fornecem um caminho para sistemas mais seguros.

Os computadores quânticos ameaçam a criptografia clássica, "diz o Prof. Zbinden." A criptografia quântica pode ser uma solução, (mas) ele precisa de números aleatórios de alta qualidade. "