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Internet Quântica: mais rápida, segura e sensível, com protótipo em 2021

Portugal entrou nesta corrida através do Técnico, que ganhou dois projetos europeus de €13 milhões

Virgílio Azevedo

Virgílio Azevedo

Redator Principal

As leis da física quântica explicam o comportamento da matéria à escala atómica e subatómica, em que os objetos podem ser descritos como estando em dois sítios diferentes ao mesmo tempo. Estas propriedades estranhas podem ser usadas para codificar informação num átomo ou numa partícula subatómica. Há, assim, um novo tipo de informação, a informação quântica, codificada em bits quânticos (ou qubits), que abre a perspetiva de formas de computação mais rápida, comunicações mais seguras e formas de deteção mais sensíveis.

Gigantes tecnológicos como a Google, Microsoft, IBM ou Intel estão a liderar a corrida ao computador quântico para obter novas gerações de computadores muito mais poderosos do que os atuais, de sistemas de comunicação com níveis de privacidade nunca alcançados e de sensores com níveis de precisão nunca antes atingidos, para aplicações como a imagiologia médica ou a navegação subterrânea onde os sinais de GPS não chegam.

Portugal está também nesta competição. Esta semana, o Grupo de Física da Informação e Tecnologias Quânticas do Instituto de Telecomunicações, sediado no Instituto Superior Técnico (IST), ganhou dois projetos europeus de €13 milhões de euros precisamente para participar nos próximos três anos na construção do primeiro protótipo da futura Internet Quântica, uma rede que permitirá comunicações privadas a longa distância, bem como ligar computadores e sensores quânticos.

Yasser Omar, professor do IST e líder e fundador daquele grupo de investigação, que trabalha nesta área há quase 20 anos, afirma que “se estas tecnologias vingarem, trarão mudanças decisivas para a sociedade, como ter comunicações completamente seguras ou sensores que detetam tumores em estados muito prematuros”. As suas implicações são muito alargadas. Assim, “são tecnologias de soberania”, argumenta o investigador português, porque a capacidade “de processar informação mais rapidamente, comunicar com cifras mais seguras ou detetar objetos invisíveis para um radar clássico, terão consequências para a soberania dos Estados”.

“Estamos no princípio, mas vamos evoluir rapidamente”

Mas estas tecnologias estão na sua infância. “São ainda muito incipientes, estamos no princípio, mas vamos evoluir rapidamente”, constata Yasser Omar. “Na computação quântica já há protótipos e a Google lidera esta corrida, mas o máximo que se conseguiu até agora foi um processador com 72 bits quânticos, o que significa que ainda não é possível ser mais rápido do que um supercomputador clássico com milhões de bits”. Em todo o caso, na computação quântica não serão necessários tantos bits para um dia se alcançar a mesma rapidez.

Quanto às comunicações quânticas, existe apenas um satélite chinês que desde há dois anos está a fazer experiências nesta área. “Mas há limitações no uso de cabos submarinos de fibra ótica, porque não podem ser usados os retransmissores de sinal das comunicações clássicas”, esclarece o investigador do IST. Os retransmissores são usados porque os sinais vão perdendo força ao longo do cabo e precisam de ser amplificados ou copiados. “O bit clássico pode ser copiado, mas o qubit não, porque quando se observa o estado de um sistema quântico este estado é alterado”, explica Yasser Omar.

É por isso que até agora os investigadores só conseguiram um máximo de 300 quilómetros de distância nas comunicações quânticas por cabo submarino. “O desafio para os cientistas será criar um retransmissor quântico que não leia o qubit mas apenas o transfira, num processo que se chama teleportação quântica”. Mas o facto de não se poder copiar um qubit “é também uma grande vantagem, porque permite detetar escutas nas comunicações e dá ao sistema um grande nível de segurança e privacidade”, adianta o professor do IST.