Satélite quântico implementa criptografia inquebrável

Satélite quântico implementa criptografia inquebrável. Novo estudo aponta que o satélite Micius é capaz de gerar fluxos de fótons entrelaçados para estabelecer uma ligação direta entre dois observatórios terrestres. 

Lançado em 2016, o satélite Micius, que utiliza criptografia quântica em seus protocolos de comunicação, foi responsável por uma série de inovações tecnológicas. Agora, uma pesquisa publicada pela revista Nature revela que as duas estações terrestres ligadas a ele foram capazes de estabelecer uma conexão por meio de um link direto gerado pelo equipamento cuja segurança não depende do dispositivo – e elas se encontram a uma distância de 1,2 mil quilômetros uma da outra.

Em 2017, a equipe que comanda a tecnologia proporcionou segurança a uma reunião virtual entre academias de ciências austríacas e chinesas em Viena e Pequim, respectivamente – com 7.400 km de distância. Entretanto, o satélite não participou do processo, apenas forneceu os códigos necessários.

Ainda assim, Micius foi fundamental na comunicação entre os observatórios – que precisaram confiar na integridade dele. Agora, a coisa muda de figura. Trabalhando com pares de fótons indissociáveis, ele permitiu, desta vez, a geração de fluxos simultâneos dessas partículas para ambos os observatórios, sendo que a leitura da informação depende, fundamentalmente, dos protocolos dos locais.

Em tese, trata-se de uma proteção criptográfica robusta e “inquebrável”, uma vez que, mesmo tendo o controle do dispositivo, ninguém teria acesso aos dados transmitidos sem a posse de todas as tecnologias envolvidas.

Reprodução

Para garantir a inviolabilidade das transmissões, o Micius fornece pares de fótons entrelaçados. Na mecânica quântica, o entrelaçamento de partículas descreve um fenômeno em que duas ou mais partículas apresentam uma afinidade tão intensa que um objeto não pode ser descrito sem que outro seja mencionado. Isso ocorre, mesmo que os objetos estejam espacialmente separados por grandes distâncias.

Ao manipular um dos fótons fornecidos pelo Micius, o seu par é afetado de maneira similar, quase que instantaneamente. Essa lógica está por trás da distribuição de chaves de criptografia quântica. Se uma parte da transmissão usa uma das partículas entrelaçadas para criar uma chave para interpretar mensagens, somente a parte com a outra partícula correspondente pode decodificar essas mesmas chaves.

Em experimentos anteriores, o Micius já havia distribuído fótons entrelaçados para dois observatórios terrestres a uma distância de 1,2 mil km, por meio de telescópios espaciais. Assim, os cientistas mostraram que os fótons atingem a Terra com afinidades tão intensas quanto em órbita.

Tecnologia do satélite quântico funciona a partir de partículas de luz. Imagem: Jurik Peter/Shutterstock

De acordo com as informações divulgadas pela agência chinesa responsável pelo programa, o projeto, conhecido como Quantum Science Satellite (QUESS), deve beneficiar o desenvolvimento de um sistema de telecomunicações que possa ser utilizada em escala comercial e financeira, mas também, muito provavelmente, militar.

Criptografia quântica

Já demonstrada na prática em redes ópticas reais, e prestes a ir parar em telefones celulares, a criptografia quântica parece estar pronta também para ir ao espaço. Este é um passo essencial para a aplicação prática da tecnologia, já que a grande maioria das comunicações é feita com a intermediação dos satélites de comunicação.

Em 2014 Pesquisadores canadenses anunciaram estar na fase final de preparação de um satélite de demonstração do primeiro link de criptografia quântica espacial. Embora, na época,  a data do lançamento ainda não estivesse marcada, a Agência Espacial Canadense (CSA) incluiu em suas próximas missões o QEYSSat (Quantum EncrYption and Science Satellite, ou satélite científico e de criptografia quântica, em tradução livre).

A parte científica inclui o fenômeno do entrelaçamento quântico a “distâncias espaciais” – chamado de “ação fantasmagórica à distância” por Einstein, esse fenômeno estabelece que, entre partículas entrelaçadas, tudo o que acontecer a uma delas afetará imediatamente a outra, mesmo que elas estejam em lados opostos da galáxia.

Um pouco sobre o QUESS

Ao contrário dos satélites “comuns” que utilizam ondas de rádio para se comunicar com nosso planeta, o modelo chinês utilizará fótons para transmitir os dados criptografados – daí que vem o nome que destaca tanto o QUESS dos outros numerosos satélites que temos em órbita.

Na imagem é possível ver um diagrama do satélite
Foto: Divulgação/Programa espacial chinês

Na imagem é possível ver um diagrama dos principais componentes do satélite, bem como seus transmissores de fótons 

Antes que tentemos entender o seu funcionamento por completo, é necessário compreender que o QUESS opera com tecnologias quânticas, coisa que poucos seres humanos entendem com alguma propriedade real. De forma intuitiva, podemos concluir que dentro dele há uma série de cristais que podem ser estimulados a produzir fótons, e depois entrelaçá-los em um nível quântico, isto é, subatômico. Fótons entrelaçados funcionam como espelhos de si mesmos, qualquer aspecto que sofrer mudanças em um deles afetará o outro, e em qualquer condição, também.

Indo direto ao ponto, a real missão do QUESS é transmitir, aqui para a Terra, um dos dois fótons produzidos por seus cristais, e então a sua “cópia”, fazendo com que o par de fótons funcione como chaves de criptografia. A comunicação entre o satélite e a estação em Terra se dá por meio da alteração feita nos parâmetros de um dos fótons, e é assim que o QUESS irá se comunicar conosco. Por causa da teoria envolvida neste processo, a China garante que tudo é extremamente seguro, rápido e eficiente.

Como você pode imaginar, um sistema de comunicação que seja indetectável, relativamente barato, além de rápido e eficiente é o verdadeiro sonho de qualquer nação. Para Pan Jianwei, um dos responsáveis por todo o projeto, o QUESS fará com que a China se torne uma precursora de tecnologias aeroespaciais, diferentemente de antes, quando era uma seguidora de outros gigantes.

 

Fonte: TecMundo & Olhar Digital & Inovação Tecnológica & CanalTech

 

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