Cientistas realizam comunicação quântica no mar





A comunicação subaquática é vital para a exploração submarina e comunicação moderna, porém, as formas convencionais utilizadas atualmente - com técnica acústica - tem desvantagens, como perda de trajetória, largura de banda estreita, alta taxa de erro de bit, entre as quais a segurança é mais exigente devido a interesses comerciais. A comunicação quântica seria um meio seguro utilizando a água do mar como canal confiável.  
No início de 2018, uma equipe de pesquisadores chineses foi capaz de usar o entrelaçamento quântico para teletransportar informações para um satélite na órbita da Terra há mais de 500 km, mas até agora, ninguém havia feito a mesma coisa na água, o que é notório por seu potencial de espalhar qualquer coisa que tentamos atravessar. Basta pensar em lançar um ponteiro laser no ar e na água. Foi a primeira vez que esse tipo de comunicação quântica foi alcançada debaixo d'água.
Neste experimento realizado para comprovar um conceito, as informações foram enviadas através de um tanque de 3,3 metros de água do mar, mas os pesquisadores acreditam que devem poder usar a mesma técnica para enviar comunicações inacessíveis perto de 900 metros através de águas abertas.
"As pessoas já falaram sobre a ideia da comunicação quântica subaquática, mas não conheço ninguém que fez um experimento como esse", disse Thomas Jennewein, da Universidade de Waterloo, no Canadá. "Uma aplicação óbvia seria um submarino que deseja permanecer submerso, mas se comunica de maneira segura."
Isso é um grande problema, porque a comunicação quântica - também conhecida como teletransporte quântico - promete permitir que as pessoas enviem mensagens protegidas de olhos curiosos pelas leis da física - a criptografia final.
O experimento é baseado no conceito de emaranhamento quânticoBasicamente, significa que duas partículas se tornam ligadas, de modo que o que quer que aconteça com uma afetará automaticamente a outra, não importa quão distantes estejam. O emaranhamento quântico já foi comprovado em testes realizados em laboratório. Através desse mecanismo, os cientistas já "teletransportam" informações através de fibra óptica e até mesmo de espaços abertos.
Para este experimento, pesquisadores da Universidade Jiao Tong, em Xangai, pegaram água do Mar Amarelo e colocaram-na em um tanque de 3 metros no laboratório, e criaram um par de fótons emaranhados disparando um raio de luz através de um cristal. Qualquer que seja a polarização de um dos fótons, seu par teria automaticamente a polarização oposta. Essas partículas foram colocadas em extremidades opostas do tanque, e a equipe mostrou que, apesar de estarem separadas por metros de água do mar, elas podiam comunicar informações com precisão entre elas mais de 98% do tempo.
"Nossos resultados confirmam a viabilidade de um canal quântico da água do mar, representando o primeiro passo para a comunicação quântica subaquática", comentaram os pesquisadores para a revista The Optical Society. Ainda é cedo, pois resta saber se a mesma coisa pode ser feita em distâncias maiores, e também na água do mar não confinada a um tanque.
Com base nos cálculos da equipe, seria possível obter comunicação quântica através de águas abertas a uma distância de 885 metros usando fótons na janela azul-verde. Essa informação é contestada por outros grupos que calcularam um limite de comunicação quântica subaquática de apenas 120 metros.
"Como a água do oceano absorve a luz, isso pode ser difícil", disse Jeffrey Uhlmann, físico da Universidade do Missouri. Até que ponto podemos estender essa comunicação quântica subaquática ainda está para ser visto, mas agora que os pesquisadores mostraram que é possível, sendo apenas uma questão de tempo antes que os limites comecem a ser empurrados. 
Fonte: The Optical Society

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Imagem de PIRO4D por Pixabay

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