Os cientistas chineses tornaram-se nos primeiros a distribuir uma chave de comunicação quântica entre um satélite e a terra, lançando as bases para a inauguração de uma rede de comunicações quântica impenetrável por piratas à escala global.

O feito baseia-se em experiências conduzidas com o primeiro satélite quântico do mundo, o Quantum Experiments at Space Scale (QUESS, na sigla inglesa), publicado pela revista científica Nature na quinta-feira.

Os críticos da Nature comentaram que o experimento foi um marco incrível e constituiu num avanço marcante na área.

Apelidado de “Mozi” — nome do filósofo e cientista do século V（a.C) creditado como a primeira pessoa a realizar experimentos óticos — o satélite de mais de 600kg foi enviado para órbita a uma altitude de 500km a 16 de agosto de 2016.

Pan Jianwei, cientista líder do QUESS e acadêmico da Academia Chinesa de Ciências (ACC), disse que o satélite enviou chaves quânticas para as estações terrestres de Xinglong, no norte da província chinesa de Hebei e para Nanshan, próximo de Urumqi, capital da Região Autônoma de Xinjiang, no noroeste do país.

A distância de comunicações entre o satélite e a estação terreste varia entre 645km e 1200km. O ritmo de transmissões de chaves quânticas do satélite para a terra é 20 vezes mais eficiente do que os valores expectáveis usando fibra ótica para a mesma distância, disse Pan.

Quando o satélite voa sobre a China, este garante uma velocidade de cerca de 10 minutos. Durante esse tempo, a chave segura de 300 kbits pode ser gerada e enviada pelo satélite, de acordo com Pan.

“Isso pode, por exemplo, responder à necessidade de realizar uma chamada telefônica com segurança absoluta, ou transmitir uma grande quantidade de informações bancárias”, disse Pan.

“A distribuição de chaves quânticas com base em satélites pode ser ligada a redes metropolitanas quânticas, onde as fibras são suficientes e convenientes para conectar vários usuários a 100km de uma cidade. Podemos, assim, prever a existência de uma rede quântica espaço-terra integrada, capaz de garantir à criptografia quântica a primeira aplicação comercial de informação quântica, útil a uma escala global”, disse Pan.

As redes de comunicações privadas e seguras são muito procuradas. As chaves criptográficas tradicionais dependem geralmente da intratabilidade computacional proveniente de certas funções matemáticas.

Contudo, um computador quântico poderoso, que os cientistas em todo o mundo estão ainda desenvolvendo, é visto como uma ameaça, dado que pode tornar tudo num computador convencional “pirateável”.

No entanto, como uma faca de dois gumes, a mecânica quântica serve também como protetor de informação.

Alguém que tente ter acesso a um canal quântico para conseguir informações irá introduzir inevitavelmente um distúrbio no sistema, podendo ser detetado, disse Pan.

Apontando as limitações de distância da comunicação quântica, Pan refere que os satélites representam uma solução direta e promissora. Através destes aparelhos, a transmissão de fotões entre o satélite e as estações terrestres amplifica o alcance da comunicação quântica, explica.

Além disso, em comparação com canais terrestres, a conexão satélite-terra tem menos perdas. Isto deve-se essencialmente à espessura efetiva da atmosfera ser de 10km, e à maioria da passagem da transmissão de fotões se projetar em espaço vazio, com absorção e turbulência insignificantes.

Os cientistas antecipam que as comunicações quânticas possam alterar fundamentalmente o desenvolvimento humano ao longo das próximas duas ou três décadas, devido à existência de enormes perspetivas para aplicar a tecnologia a áreas de comunicação como defesa e finanças.