Na era digital, com troca instantânea de dados e crescentes riscos de ataques cibernéticos, a proteção da informação é prioridade. Uma solução inovadora é a criptografia quântica, que utiliza fótons individuais para gerar chaves de segurança praticamente invioláveis. Pesquisadores da Faculdade de Física da Universidade de Varsóvia desenvolveram e testaram em infraestrutura urbana um sistema avançado de distribuição quântica de chaves (QKD) baseado em codificação de alta dimensão, trazendo eficiência e simplicidade inéditas para aplicações reais.
Esse avanço combina princípios quânticos e ópticos clássicos, incluindo o efeito Talbot, que permite a reconstrução de padrões de luz no tempo, facilitando a análise de estados quânticos complexos.
- Sistema experimental testado em fibras urbanas reais;
- Codificação multidimensional aumenta capacidade informacional;
- Uso de componentes comerciais reduz custo e complexidade;
- Detecção eficiente com apenas um detector de fótons;
- Capacidade de operar com superposições 2D e 4D sem ajustes.
Codificação quântica de alta dimensão
Diferente da QKD tradicional, que usa qubits com dois estados possíveis, a codificação de alta dimensão explora estados multivalorados de fótons. Essa abordagem aproveita superposições temporais, em que um fóton não está em um instante específico, mas sim distribuído entre múltiplos intervalos. Ao medir esses estados, é possível codificar mais informações por fóton, aumentando a eficiência da transmissão segura.
Aplicação do efeito Talbot temporal
O efeito Talbot, descoberto no século XIX, descreve a repetição periódica de padrões ópticos. Na QKD, ele é aplicado em tempo, permitindo que sequências de pulsos de luz individuais se reconstruam após percorrer uma fibra óptica dispersiva.
Essa propriedade facilita a detecção de diferentes superposições de fótons sem exigir redes complexas de interferômetros ou calibrações demoradas.
Segurança e eficiência em infraestrutura urbana
O sistema testado demonstrou alta eficiência informacional, mesmo considerando taxas de erro inerentes. A equipe validou a QKD em fibras ópticas urbanas e confirmou a segurança teórica do protocolo, incorporando ajustes para corrigir vulnerabilidades identificadas em análises de segurança.
O resultado é uma configuração prática, escalável e mais acessível para uso em redes reais, oferecendo proteção robusta contra interceptações externas.
Com este método, a criptografia quântica deixa de ser apenas um conceito de laboratório e se aproxima de aplicações comerciais e urbanas, possibilitando transmissões seguras de dados críticos em hospitais, bancos, governos e empresas de tecnologia. O avanço marca um passo decisivo na proteção da informação em uma era digital cada vez mais vulnerável.
