Segurança quântica inviolável agora cabe dentro de um chip

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/10/2025

Gerador quântico de números aleatórios baseado em chip combina miniaturização com operação de alta velocidade e alta qualidade.
[Imagem: Raymond Smith/Toshiba]

Gerador de números aleatórios

O gerador de números aleatórios quântico rendeu-se finalmente aos esforços de miniaturização, abrindo o caminho para seu uso em dispositivos do dia a dia, incluindo aparelhos portáteis.

Os números aleatórios são essenciais para a criptografia e para todos os mecanismos de segurança, das senhas de acesso até as transações bancárias, porque, caso o número inicial usado para o cálculo não seja realmente aleatório, é possível fazer a engenharia reversa do processo e descobrir a senha e a chave criptográfica.

"As propriedades quânticas da luz permitem produzir números verdadeiramente aleatórios, ao contrário dos números gerados por algoritmos de computador, que apenas imitam a aleatoriedade," explicou Raymond Smith, do Laboratório de Pesquisa da Toshiba em Cambridge, no Reino Unido. "No entanto, tornar essa tecnologia prática para uso no mundo real exige que os componentes ópticos que criam esses efeitos quânticos sejam os menores possíveis, para que possam caber em outros sistemas."

A equipe alcançou este objetivo criando um gerador quântico de números aleatórios baseado em chip que, além de minúsculo em relação ao nível atual da tecnologia, demonstrou uma operação de alta velocidade e de alta qualidade.

Esse avanço promete ajudar a aproximar os geradores quânticos de números aleatórios de dispositivos comuns, como celulares e notebooks, onde poderão reforçar a segurança sem comprometer a velocidade.

Esquema do gerador quântico miniaturizado.
[Imagem: Peter Smith et al. - 10.1364/opticaq.570625]

Velocidade e robustez

O novo gerador - alguns cientistas gostam de chamá-lo de dado quântico - gera números aleatórios imprevisíveis a uma taxa de 3 gigabits por segundo, rápido o suficiente para atender às necessidades de segurança das centrais de dados de grande porte.

"Uma das principais aplicações dos geradores de números aleatórios é a proteção de dados e comunicações confidenciais usando chaves de criptografia," disse Smith. "Nossa tecnologia pode gerar essas chaves em alta velocidade e com fortes garantias de segurança. Números aleatórios de alta velocidade também são essenciais para simulações científicas e inteligência artificial, além de garantir a imparcialidade em aplicações como jogos online ou loterias digitais."

Outra vantagem é que o sistema mostrou-se capaz de recuperar o sinal quântico mesmo sob forte ruído, o que tem sido um desafio para dispositivos integrados em chips - até agora, isso requeria procedimentos complexos de filtragem para limpar os números, mas essas etapas extras aumentam o tamanho do sistema e ainda reduzem significativamente a taxa de geração de números aleatórios.

"Graças aos seus recursos integrados de rejeição de ruído, o circuito integrado fotônico produz um sinal muito mais limpo desde o início, o que significa que depende muito menos de pós-processamento pesado," disse Smith. "Isso significa que podemos manter os benefícios de uma plataforma miniaturizada e, ao mesmo tempo, gerar números verdadeiramente aleatórios em alta velocidade."

Mais tópicos