À medida que os computadores quânticos evoluem, cresce também a preocupação com a quebra dos sistemas atuais de criptografia, baseados em chaves matemáticas. Nesse cenário, a comunicação quântica surge como uma solução promissora, pois sua segurança depende diretamente das leis da física. No entanto, transformar esse conceito em aplicações reais exige dispositivos compactos, estáveis e integráveis às redes existentes.
Recentemente, um estudo publicado na Advanced Photonics por Andrea Peri e colaboradores apresentou um avanço relevante: um chip de vidro gravado a laser capaz de atuar como receptor quântico coerente de alto desempenho. A proposta utiliza vidro borossilicato como plataforma fotônica, abrindo caminho para sistemas quânticos mais robustos e acessíveis. Entre os principais diferenciais da tecnologia, destacam-se:
- Baixa perda óptica, essencial para sinais quânticos frágeis;
- Independência de polarização, aumentando a estabilidade;
- Compatibilidade com fibras ópticas de telecomunicações;
- Arquitetura tridimensional, com maior liberdade de design.
Por que o vidro supera o silício?
Atualmente, muitos dispositivos quânticos integrados são fabricados em silício, um material consagrado na microeletrônica. Entretanto, o silício apresenta limitações importantes, como maior sensibilidade a variações ambientais e perdas ópticas mais elevadas.
O vidro, por outro lado, é naturalmente estável, inerte e permite a criação de guias de onda em três dimensões por meio da escrita a laser de femtosegundo. Isso reduz a complexidade da fabricação e elimina etapas caras típicas da indústria de semicondutores. Como consequência, o dispositivo se torna mais confiável para aplicações fora do laboratório.
Um único chip, múltiplas funções quânticas
O chip desenvolvido funciona como um receptor heterodino ajustável, capaz de medir simultaneamente a fase e a amplitude da luz, uma característica essencial para tecnologias baseadas em variáveis contínuas, como a distribuição de chaves quânticas (CV-QKD) e a geração de números aleatórios quânticos (QRNG). No modo QRNG, o sistema alcançou uma taxa de 42,7 Gbit/s de bits aleatórios seguros, considerada recorde para esse modelo de segurança. Já no modo CV-QKD, foi possível transmitir chaves secretas a 3,2 Mbit/s em uma fibra de 9,3 km, desempenho compatível com redes reais.
Além dos números expressivos, o maior impacto do estudo está na viabilidade prática da tecnologia, já que o uso do vidro permite acoplamento direto com fibras comerciais, alta resistência a ruídos ambientais e escalabilidade industrial. Essas características indicam que a fotônica integrada em vidro pode funcionar como a ponte entre protótipos experimentais e infraestruturas quânticas operacionais, inclusive em aplicações futuras como comunicações via satélite, consolidando o chip não apenas como um avanço técnico, mas como um passo estratégico rumo à internet quântica segura.
