O mundo está um passo mais perto de chamadas em conferência seguras, graças a uma colaboração entre os pesquisadores do Quantum Communications Hub e seus colegas alemães, permitindo que uma conversa segura quântica ocorra entre quatro partes simultaneamente.

A demonstração, liderado por pesquisadores do Hub baseados na Heriot-Watt University e publicado em Avanços da Ciência , é um avanço oportuno, dada a dependência global do trabalho colaborativo remoto, incluindo chamadas em conferência, desde o início da pandemia C19.

Houve relatos de um aumento significativo de ataques cibernéticos em plataformas populares de teleconferência no ano passado. Esse avanço nas comunicações seguras quânticas pode levar a chamadas em conferência com medidas de segurança intransponíveis inerentes, sustentado pelos princípios da física quântica.

Autor sênior, Professor Alessandro Fedrizzi, que liderou a equipe de Heriot-Watt, disse:"Há muito sabemos que o emaranhamento quântico, que Albert Einstein chamou de 'ação fantasmagórica à distância' pode ser usada para distribuir chaves seguras. Nosso trabalho é o primeiro exemplo em que isso foi alcançado por meio de 'ação fantasmagórica' entre vários usuários ao mesmo tempo - algo que uma futura internet quântica será capaz de explorar. "

As comunicações seguras dependem do compartilhamento de chaves criptográficas. As chaves usadas na maioria dos sistemas são relativamente curtas e, portanto, podem ser comprometidas por hackers, e o procedimento de distribuição de chaves está sob ameaça crescente de computadores quânticos que avançam rapidamente. Essas ameaças crescentes à segurança dos dados exigem novos, métodos seguros de distribuição de chaves.

Uma tecnologia quântica madura chamada Quantum Key Distribution (QKD), implantado nesta demonstração em um cenário de rede pela primeira vez, aproveita as propriedades da física quântica para facilitar a distribuição segura garantida de chaves criptográficas.

O QKD tem sido usado para proteger as comunicações por mais de três décadas, facilitando as comunicações de mais de 400 km sobre fibra óptica terrestre e, recentemente, até mesmo através do espaço, Contudo, crucialmente, essas comunicações sempre ocorreram exclusivamente entre duas partes, limitando a praticidade da tecnologia usada para facilitar conversas seguras entre vários usuários.

O sistema demonstrado pela equipe aqui utiliza uma propriedade-chave da física quântica, emaranhamento, que é a propriedade da física quântica que dá correlações - mais fortes do que qualquer outra com a qual estamos familiarizados na vida cotidiana - entre dois ou mais sistemas quânticos, mesmo quando estes estão separados por grandes distâncias.

Ao aproveitar o entrelaçamento de várias partes, a equipe foi capaz de compartilhar chaves simultaneamente entre as quatro partes, através de um processo conhecido como 'Quantum Conference Key Agreement', superando as limitações dos sistemas QKD tradicionais para compartilhar chaves entre apenas dois usuários, e permitindo que a primeira chamada de conferência quântica ocorra com uma imagem de um gato Cheshire compartilhada entre as quatro partes, separados por até 50 km de fibra óptica.

Redes quânticas baseadas em emaranhamento são apenas uma parte de um grande programa de trabalho que o Hub de Comunicações Quantum está empreendendo para fornecer futuras redes quânticas seguras.

A tecnologia demonstrada aqui tem potencial para reduzir drasticamente os custos de recursos para chamadas em conferência em redes quânticas quando comparada aos métodos QKD bidirecionais padrão. É um dos primeiros exemplos dos benefícios esperados de uma futura internet quântica, que deve fornecer emaranhamento a um sistema de nós globalmente distribuídos.