Por dentro de uma empresa que vende emaranhamento quântico

Medi Namaz quer vender a você o emaranhado quântico.

Ele e seus colegas da Qunnect passaram quase uma década construindo dispositivos que permitem a troca de partículas de luz ou fótons emaranhados quânticos, tornando-se práticos o suficiente para serem usados ​​em comunicações invioláveis.

Na sede da Qunnect, no Brooklyn, em Nova York, uma grande mesa contém lasers, lentes, cristais especiais e outros pequenos componentes que os pesquisadores usam para manipular a luz. Tudo estava destinado a ser cuidadosamente embalado em uma caixa magenta brilhante e depois enviado para outros fabricantes de futuras tecnologias de comunicação.

Tendo como pano de fundo o deslumbrante horizonte de Nova York, Namazi abriu uma caixa para mim, revelando eletrônicos que, à primeira vista, não pareciam tão extraordinários. Mas se você empilhar algumas dessas caixas juntas, obterá o que a empresa chama de rack Carina – e os racks Carina podem fazer coisas quânticas incríveis acontecerem.

Em fevereiro, a equipe Qunnect use este rack para realizar “trocas de acessórios” através de um cabo de fibra óptica de 17,6 quilômetros conectando Brooklyn e Manhattan por meio de um data center comercial.

A troca de emaranhamento ocorre quando as propriedades de emaranhamento quântico são transferidas de um par de fótons para outro par de fótons. Quando os fótons estão emaranhados, eles são extremamente sensíveis a qualquer tentativa de danificá-los, tornando quase impossível roubar furtivamente as informações armazenadas neles. Com a troca, essa propriedade impossível de ser hackeada pode ser estendida à Internet quântica de longa distância.

Qunnect troca de forma confiável o emaranhamento quântico entre 5.400 pares de fótons a cada hora, enquanto a rede funciona de forma autônoma por dias. Os melhores experimentos anteriores negociaram o emaranhamento na metade da velocidade ou menos.

Antes que o rack Carina possa funcionar, os fótons emaranhados devem ser gerados por um dispositivo separado. Olhei para o coração desta “fonte de emaranhamento” e vi uma pequena caixa de vidro e metal contendo um vapor de átomos de rubídio que precisava ser iluminado com um feixe de laser para produzir pares de fótons. Os mínimos detalhes são importantes aqui. Namazi me contou como sua equipe conseguiu aumentar o número de fótons emaranhados produzidos ajustando o ângulo em que o feixe de laser entrou na caixa.

Depois que o par é criado, o rack de Carina o envia por redes de fibra por toda a cidade de Nova York, por exemplo, para laboratórios da Universidade de Nova York e da Universidade de Columbia.

Namazi explica como posso configurar meu próprio sistema de compartilhamento de anexos se, por exemplo, quiser enviar mensagens superseguras para amigos. “Se você tiver dois desses racks (Carina), poderá distribuir os acessórios em poucas horas”, disse Namazi.

A Qunnect armazena um desses racks em um data center comercial em Manhattan, operado pela empresa de telecomunicações QTD Systems. Quando perguntei ao QTD Pedro Feldman sobre isso, ele ecoou os sentimentos de Namazi. “Não preciso saber nada sobre física quântica”, disse ele. O dispositivo que mantém os fótons emaranhados circulando pela rede Qunnect pode ser controlado remotamente e o processo pode funcionar de forma autônoma por semanas.

A busca para construir uma Internet quântica inviolável não é exclusiva da cidade de Nova York. Várias outras redes quânticas metropolitanas existem em todo o mundo, inclusive em Hefei, China, e Chicago, Illinois. Em cada caso, ainda há trabalho a ser feito para atingir todo o seu potencial, incluindo a resolução do problema da perda frequente de fotões a longas distâncias.

Mas Namazi diz que ter acesso ao emaranhamento quântico já é útil. Os fótons emaranhados podem ser misturados em fluxos de luz clássicos que transportam informações e agir como uma espécie de fio quântico, expondo quaisquer tentativas maliciosas de interceptá-los.

Outro uso de curto prazo pode ser confirmar a identidade das pessoas com quem você troca informações confidenciais com base em sua localização, afirmou. Alexandre Gaeta na Columbia University, em colaboração com Qunnect. Isto é novamente possível graças à natureza quântica dos fótons emaranhados. Existem dezenas de instituições financeiras em um bairro da cidade de Nova York que poderiam se beneficiar de tais capacidades, disse Javad Shabani na Universidade de Nova York. “Assim que você tiver a infraestrutura, os usuários finais virão e poderão estar do outro lado da rua.”

Embora a Internet quântica ainda esteja longe de ser popular, durante uma viagem de carro da sede da Qunnect até o data center do QTD, fiquei surpreso ao ver quanto da Internet já estava instalada e funcionando. Ao cruzar uma das pontes em Nova York, pensei em quantos fótons emaranhados estavam fazendo a mesma coisa. Os residentes quânticos de Nova York estão ocupados com lugares para visitar.