Bancos e departamentos governamentais já estão investindo pesadamente em criptografia quântica que depende de feixes de laser. No entanto, os feixes de laser geralmente liberam vários fótons de uma só vez ou nenhum. Uma equipe da Universidade Hebraica desenvolveu um sistema que usa cristais fluorescentes. Um feixe de laser que brilhou nesses pontos quânticos faz com que eles fluoresçam e emitam um fluxo de fótons únicos.
Os computadores quânticos revolucionarão nossas vidas de computação. Para algumas tarefas críticas, eles serão incrivelmente mais rápidos e usarão muito menos eletricidade do que os computadores atuais. No entanto, e aqui está a má notícia, esses computadores serão capazes de decifrar a maioria dos códigos de criptografia usados ​​atualmente para proteger nossos dados, deixando nossas informações bancárias e de segurança vulneráveis ​​a ataques. Atualmente, a maior parte da segurança dos computadores depende de manipulações matemáticas que, atualmente, garantem um nível muito alto de segurança – um computador normal levaria bilhões de anos para quebrar um desses códigos. No entanto, em nosso futuro quântico, novos métodos de criptografia que dependem das leis da física, em vez de equações matemáticas, precisarão ser desenvolvidos.

Uma abordagem frutífera é usar as propriedades quânticas de fótons únicos (partículas de luz) para criptografar com segurança uma mensagem para que qualquer tentativa de hackear seja imediatamente detectável pelo remetente e pelo destinatário. No entanto, obter uma fonte adequada de fótons únicos tem sido um imenso desafio. Agora, uma equipe de pesquisadores, liderada pelo professor Ronen Rapaport e Dr. Hamza Abudayyeh do Instituto de Física Racah da Universidade Hebraica de Jerusalém (HU), juntamente com a professora Monika Fleischer, Annika Mildner e outros da Universidade de Tübingen na Alemanha , alcançou um avanço significativo. Suas descobertas nos aproximam de um método simples e eficiente de criptografia quântica e foram publicadas na recente edição do ACS Nano .

Bancos e departamentos governamentais já estão investindo pesadamente em criptografia quântica que depende de feixes de laser. No entanto, os feixes de laser geralmente liberam vários fótons de uma só vez ou nenhum. O que é necessário para a segurança ideal é uma fonte que possa emitir um fluxo rápido, mas constante de fótons únicos – em uma direção e à temperatura ambiente.

A equipe da HU desenvolveu um sistema que usa cristais fluorescentes na forma de manchas tão pequenas que são necessários microscópios especiais para vê-las. Conhecidos como pontos quânticos, cada ponto mede muito menos que um milésimo da largura de um cabelo humano. Um feixe de laser brilhou no ponto quântico faz com que ele fluoresça e emita um fluxo de fótons únicos.

Esses pontos quânticos são montados individualmente em cabeças de alfinete douradas — exceto, é claro, que é uma nanocabeça de alfinete, ou nanocone, quase cem milésimos do tamanho de uma cabeça de alfinete comum. Nanocone são capazes de aumentar a emissão de pontos quânticos de fótons em 20 vezes. Este fluxo de fótons é então disparado em uma única direção por uma "rede de Bragg" atuando como um tipo de antena.

O dispositivo HU-Tübingen não é útil apenas para criptografia quântica, mas em outras situações que dependem de bits quânticos para codificar informações, como computação quântica. "Atualmente, temos um bom protótipo que tem potencial para comercialização em um futuro próximo", compartilhou Ronen Rapaport.

A vantagem da criptografia quântica está em seu determinismo físico. “As leis da ciência não podem ser quebradas – um único fóton não pode ser dividido, não importa o quanto se tente. . A equipe está atualmente melhorando seu dispositivo para que ele possa fornecer um fluxo ainda mais confiável e eficiente de fótons únicos que possam ser usados ​​em uma ampla gama de tecnologias quânticas. + Explorar mais

Os físicos descrevem as características dos fótons para proteger a futura computação quântica