Fibra quântica: o que é, como funciona, vantagens e desvantagens

27/01/2023 às 9:00

TECH

fios de luzes azuis representando a fibra quântica

Você já deve saber o que é fibra óptica. Ela é um tipo de cabo de comunicação que utiliza luz para transmitir dados e transportar luz a uma camada externa de material refletivo, chamada de revestimento.  

O que você, talvez, ainda não saiba, é que existe uma versão evoluída do material: a fibra quântica. A seguir, vamos te ajudar a entender melhor o que é essa tecnologia de internet.  

O que é fibra quântica?  

A fibra quântica é uma evolução da fibra óptica, que utiliza princípios da física quântica para aumentar a capacidade de transmissão de dados. A tecnologia, embora recente, já foi pensada há muito tempo. 

Contudo, a ideia só saiu do papel em 2022, quando pesquisadores da Espanha, mais especificamente do Instituto de Ciências Fotônicas (ICFO), encontraram a mutação da fibra óptica para este novo formato. 

Como é feita a fibra quântica? 

A fibra óptica quântica é feita usando material cristalino ou vidro especialmente tratado para permitir a propagação de fótons individuais, chamados de qubits. Ela é revestida com camadas de material altamente refletivo para evitar a perda de fótons durante a propagação de luz.  

Onde encontrar a fibra quântica?  

A fibra óptica quântica é produzida por empresas especializadas em tecnologia óptica, como a Corning Inc., a NKT Photonics e a OFS Laboratories. Ela é vendida para outras empresas e instituições científicas que a utilizam em suas pesquisas e desenvolvimento de tecnologias avançadas.  

Fibra óptica x fibra quântica: quais as diferenças?  

A principal diferença de uma categoria para a outra está, justamente, na transmissão de luz. Na fibra óptica, por exemplo, o processo é feito por meio de um fluxo contínuo de fótons.  
Já quando falamos em fibra quântica, a luz quântica é o principal ativo transportado, e isso ocorre por meio de pacotes individuais de luz, que precisam manter uma estrutura delicada preservada.  

Quais as vantagens da fibra quântica? 

Ela permite a transmissão simultânea de informações quânticas, como estados quânticos de luz, e informações clássicas, como bits de dados. Isso possibilita a criação de redes de comunicação mais seguras e rápidas. 

Dá para usar fibra quântica para a distribuição de rede?  

Depende. A distribuição de rede por meio das fibras quânticas só irá ocorrer se estivermos falando sobre internet quântica. A partir dela, sistemas como Inteligência Artificial ou IoT podem ser beneficiados. 

E as desvantagens?  

Existem algumas desvantagens no uso de fibra óptica quântica: 
Altos custos: o processo de fabricação e instalação de fibras ópticas quânticas é caro, devido à tecnologia avançada e aos materiais especiais necessários. 
Perda de fótons: a perda de fótons é um problema comum na transmissão de sinais quânticos através da fibra óptica, o que limita a distância de transmissão e a eficiência da comunicação quântica. 
Fragilidade: fibras ópticas quânticas são mais frágeis do que as fibras ópticas convencionais e requerem cuidado especial durante a instalação e a manutenção. 
Falta de padrões: ainda não existem padrões estabelecidos para o uso de fibras ópticas quânticas, o que pode dificultar a interoperabilidade entre sistemas baseados em fibras quânticas de diferentes fabricantes. 
Complexidade: a tecnologia de fibra quântica é muito complexa e requer um alto nível de especialização para ser projetada, instalada e mantida. 

Projeções para a fibra quântica 

A tecnologia de fibra quântica ainda está em desenvolvimento e ainda não é amplamente disponível. Mas espera-se que, em pelo menos 10 anos, a tecnologia possa ser utilizada em novas aplicações como: 

1. Comunicação quântica
A comunicação quântica é responsável pelo envio de dados criptografados, como bits clássicos, por meio das redes. Também serve para descriptografar informações, por meio de codificações em estado quântico.  
Para esta aplicação, a fibra quântica poderá ser responsável por distribuir uma rede compatível, que dê conta de suprir a demanda que um sistema de computação quântico precisa. 
2. Computação quântica
A computação quântica, como o próprio nome já diz, é o sistema que fica responsável por oferecer toda a estrutura necessária para a comunicação quântica. Em termos mais simples, é uma espécie de data center.  
Para esta aplicação, a fibra quântica, assim como no primeiro caso, vai ter a responsabilidade de garantir o bom funcionamento da estrutura. 
3. Criptografia quântica
A criptografia quântica é um dos serviços disponibilizados por meio da comunicação quântica. De modo geral, a prática fica responsável por assegurar informações dentro de sistemas quânticos.  
Para esta aplicação, a fibra quântica vai garantir que os serviços não desandem ou sofram algum tipo de interferência.  

Curiosidades sobre fibra quântica 

1. Você sabia que a criptografia quântica é considerada “inalterável”? Isso acontece porque a fibra quântica usa a mecânica quântica para garantir a segurança, o que a torna muito difícil de ser quebrada;  
2. Existe um termo chamado simulação quântica, que permite a simulação de sistemas quânticos complexos, como moléculas e sistemas biológicos, para aplicações, como a pesquisa de medicamentos. Isso só é possível graças à fibra quântica; 
3. Alguns cientistas estão trabalhando em fibras ópticas quânticas de baixa perda, o que permitiria transmissões de sinais quânticos a longas distâncias;  
4. Alguns cientistas também estão estudando a possibilidade de usar fibras ópticas quânticas para criar redes de comunicação quântica em escala global, o que poderia revolucionar a comunicação de dados e a segurança. 
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