Chicago expande e ativa rede quântica, dando passos em direção a uma internet quântica segura

Nov 25, 2023

Por Meredith Fore

16 de junho de 2022

Cientistas do Chicago Quantum Exchange (CQE) da Escola Pritzker de Engenharia Molecular da Universidade de Chicago anunciaram hoje que, pela primeira vez, conectaram a cidade de Chicago e os laboratórios suburbanos com uma rede quântica - quase dobrando o comprimento do que já existia um dos mais longos do país. A rede de Chicago, que em breve será aberta à academia e à indústria, se tornará um dos primeiros bancos de teste disponíveis publicamente para a tecnologia de segurança quântica.

A rede agora está executando ativamente protocolos de segurança quântica usando a tecnologia fornecida pela Toshiba, distribuindo chaves quânticas por cabo óptico a uma velocidade de mais de 80.000 bits quânticos por segundo entre Chicago e os subúrbios ocidentais. A participação da Toshiba no projeto torna a rede de Chicago uma colaboração única entre academia, governo e indústria.

Os pesquisadores usarão a rede de Chicago para testar novos dispositivos de comunicação, protocolos de segurança e algoritmos que eventualmente conectarão computadores quânticos distantes em todo o país e no mundo. O trabalho representa o próximo passo em direção a uma internet quântica nacional, que terá um impacto profundo nas comunicações, computação e segurança nacional.

Uma nova extensão de 35 milhas (56 quilômetros) foi construída sobre o loop quântico de 89 milhas (144 quilômetros) do Argonne National Laboratory, lançado em 2020. A rede total, anunciada hoje, agora é composta por seis nós e 124 milhas ( 200 quilômetros) de fibra óptica - transmitindo partículas que transportam informações codificadas quânticas entre o Laboratório Nacional Argonne do Departamento de Energia dos EUA, no subúrbio de Lemont, e dois edifícios no lado sul de Chicago, um no campus da UChicago e outro na sede da CQE no Bairro Hyde Park. Isso coloca Chicago no centro de uma das maiores redes quânticas do país e solidifica ainda mais a região como um dos principais centros globais de pesquisa quântica.

"A rede quântica de Chicago apresenta aos pesquisadores oportunidades sem precedentes para transmitir informações quânticas em um ambiente do mundo real e ultrapassar os limites do que é atualmente possível com protocolos de segurança quântica", disse David Awschalom, professor da Família Liew em Engenharia Molecular e Física no University of Chicago, diretor do Chicago Quantum Exchange e diretor do Q-NEXT, um Centro Nacional de Pesquisa em Ciência da Informação Quântica do Departamento de Energia em Argonne. “Esta extensão permite que cientistas da academia, indústria e laboratórios governamentais colaborem no avanço de nossa compreensão fundamental da comunicação quântica e desenvolvam uma internet quântica segura”.

"Embora esta rede seja impressionante em seu escopo, é ainda mais importante como um teste de experimentação sobre como as redes quânticas podem ser usadas. Esperamos trabalhar com o CQE para explorar o desenvolvimento de arquiteturas de redes quânticas que conectam sensores quânticos e computadores. de maneiras novas, empolgantes e úteis", disse Jay Lowell, cientista-chefe da equipe de redes e computação disruptiva da Boeing

A ascensão dos computadores quânticos representa uma enorme oportunidade e uma ameaça fundamental. Uma vez operacionais, espera-se que sejam capazes de resolver os tipos de problemas que são quase impossíveis para computadores comuns e, assim, quebrar facilmente a criptografia atual. Em abril, os legisladores do Congresso introduziram o Quantum Cybersecurity Preparedness Act, que prioriza a criptografia oportuna à prova quântica de informações confidenciais, para que os malfeitores não possam roubar os dados agora e descriptografá-los quando computadores quânticos mais fortes se tornarem realidade.

Os cientistas acreditam que as redes quânticas podem se basear nas leis da mecânica quântica para se tornarem virtualmente "inacessáveis". Especialistas de todo o mundo concordam que a implementação de redes de comunicação com segurança quântica é uma das fronteiras tecnológicas mais importantes do século XXI.