Rede quântica roda usando protocolo padrão da internet

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/09/2025

Parte central do aparato usado para criar um nó da rede quântica, a aproximadamente um quilômetro de cabo de fibra óptica comercial de distância da sua fonte.
[Imagem: Sylvia Zhang]

Rede híbrida quântico-clássica por IP

Diversos experimentos já demonstraram que é possível enviar mensagens quânticas pela rede comum de fibra óptica, o que está permitindo que a internet quântica seja testada em pelo menos três cidades ao redor do mundo.

Mas Yichi Zhang e colegas da Universidade da Pensilvânia, nos EUA, fizeram agora algo diferente e muito mais interessante quando se tem em mente tornar realidade uma internet quântica: Eles transmitiram dados quânticos por cabos de fibra óptica comerciais usando o mesmo protocolo de internet (IP) que alimenta a web de hoje.

O feito foi possível graças a um minúsculo chip, projetado e construído pela equipe para coordenar dados quânticos e clássicos e, mais importante, conversar diretamente com os equipamentos da web atual. O chip foi batizado de Q-chip, abreviação em inglês para "Internet Híbrida Quântica-Clássica por Fotônica" (Quantum-Classical Hybrid Internet by Photonics).

O chip não apenas consegue enviar sinais quânticos, como também corrige automaticamente o ruído, agrupa dados quânticos e clássicos em pacotes padrão no estilo da internet e então os encaminha usando o mesmo sistema de endereçamento e ferramentas de gerenciamento que conectam os dispositivos eletrônicos atuais.

O pesquisador Yichi Zhang controla todo o equipamento usado para gerar e transmitir sinais híbridos clássico-quânticos usando o protocolo padrão da internet atual.
[Imagem: Sylvia Zhang]

Internet quântica com protocolo IP

O grande avanço da equipe consiste em coordenar sinais clássicos, compostos por fluxos regulares de luz que trafegam nas fibras ópticas, e partículas quânticas. Vale lembrar que o mero ato de ler uma partícula quântica pode destruir suas propriedades originais. Isso é ótimo para evitar espionagem, mas é um pesadelo para rotear mensagens quânticas por uma rede de muitos nós. Mas a equipe encontrou uma solução.

"O sinal clássico viaja logo à frente do sinal quântico," detalhou Zhang. "Isso nos permite medir o sinal clássico para roteamento, deixando o sinal quântico intacto."

Em essência, o sistema funciona como uma ferrovia, usando locomotivas comuns, mas cada uma carregada com uma "carga quântica". "O 'cabeçalho' clássico atua como a locomotiva do trem, enquanto a informação quântica viaja atrás, em contêineres lacrados," compara Zhang. "Você não pode abrir os contêineres sem destruir o que está dentro, mas a locomotiva garante que todo o trem chegue onde precisa ir."

Como o cabeçalho clássico pode ser medido quantas vezes quantas forem necessárias, todo o sistema pode seguir o mesmo IP, ou "Protocolo de Internet", que rege o tráfego da internet atual. "Ao incorporar informações quânticas na familiar estrutura IP, mostramos que uma internet quântica poderia literalmente falar a mesma língua que a clássica," disse Zhang. "Essa compatibilidade é fundamental para o escalonamento usando a infraestrutura existente."

Nos testes, o sistema manteve fidelidades de transmissão acima de 97%, demonstrando que ele consegue superar o ruído presente na rede comercial de fibra óptica e as instabilidades que geralmente destroem os sinais quânticos fora dos laboratórios. E, como o chip é feito de silício e fabricado com técnicas padrão da indústria, ele pode ser fabricado em massa, facilitando a escalabilidade da nova abordagem.

Mais tópicos