A rede de distribuição de chaves quânticas mede com precisão a vibração do solo

Sep 27, 2023

Relatório de 18 de maio de 2022

por Bob Yirka, Phys.org

Uma equipe de pesquisadores afiliados a várias instituições na China descobriu que as redes de distribuição de chaves quânticas (QKD) podem ser usadas para medir com precisão a vibração do solo. Em seu artigo publicado na revista Physical Review Letters, o grupo descreve a implementação de uma rede QKD de campo duplo baseada em fibra em uma distância de 658 km. Eles também determinaram que a rede poderia ser usada como um meio para detectar vibrações do solo associadas a terremotos ou deslizamentos de terra.

As redes QKD fazem uso de propriedades quânticas exclusivas de fótons para criptografar dados enviados entre dispositivos de comunicação. Por causa de suas propriedades quânticas, essas redes são quase impossíveis de hackear sem que os hosts do sistema percebam a atividade e interrompam o transporte de mensagens. Por conta dessa característica, cientistas de diversos países vêm trabalhando para aprimorar a tecnologia para uso generalizado. Nesse novo esforço, os pesquisadores desenvolveram e instalaram uma rede QKD de campo duplo baseada em fibra que aproveita a maneira como os fótons interferem como meio de criptografar dados e ficaram surpresos ao descobrir que a rede de fibra também pode ser usada para detectar vibração do solo.

Em seu trabalho, os pesquisadores enviaram com sucesso dados criptografados por um cabo de fibra de 658 km, estendendo o recorde de distância anterior em aproximadamente 100 km. Em tal rede, flutuações na fase da luz que passa pelo cabo de fibra devem ser percebidas e corrigidas esticando o cabo para que a distribuição de chaves funcione corretamente. Tais flutuações, observaram os pesquisadores, normalmente surgem devido a vibrações do solo.

Em seu sistema e em outros semelhantes, um cabo de fibra separado é usado para bloquear as frequências entre os nós da rede. Os pesquisadores descobriram que as informações de tempo no segundo cabo podem determinar com precisão, em aproximadamente 1 quilômetro, onde a flutuação foi criada ao longo do cabo. Isso sugere que sistemas como o deles também podem servir como sensores de vibração do solo, possivelmente alertando sobre um terremoto ou deslizamento de terra em andamento. Notavelmente, para aplicações no mundo real, a taxa de transferência de dados teria que ser melhorada.

Mais Informações: Jiu-Peng Chen et al, distribuição de chave quântica em 658 km de fibra com detecção de vibração distribuída, cartas de revisão física (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.180502

Informações do jornal:Cartas de revisão física

© 2022 Science X Network