Claudio Macedo
12/01/2016

Emaranhamento quântico. Crédito: GravesGhastly / Creative Commons.
Emaranhamento quântico. [1]
Pesquisadores norte-americanos desenvolveram um sistema de monitoramento de ambientes que exigem alta segurança utilizando o fenômeno de emaranhamento quântico de fótons e rede de fibras óticas [2]. O procedimento funciona com a geração de um fluxo de pares de fótons emaranhados. Para cada par de fótons gerado, um vai diretamente para o sistema de detecção e o outro percorre o circuito de fibra ótica que envolve o ambiente até alcançar o detector. Na ausência de qualquer perturbação ao longo do caminho, o segundo fóton, ao atingir o detector, mostrará o emaranhamento com o primeiro fóton inalterado. Caso contrário, o detector acionará o alarme.

Sistemas de fibras óticas já são amplamente utilizados para verificar a integridade de depósitos de materiais sensíveis ou de cofres. Esses sistemas funcionam como sensores de continuidade óptica que confirmam a transmissão pela fibra ótica de um pulso de luz codificado que segue da fonte ao receptor. A eventual sabotagem é indicada pela ausência de luz ou por um erro na codificação do sinal recebido. Até o momento, esse tem sido o melhor sistema de alarme. Ocorre que existe uma vulnerabilidade importante quando o invasor é capaz de identificar as propriedades do sinal ótico utilizado, tais como a frequência, largura de banda, e de modulação. Com estas informações, que descrevem o estado da luz utilizada, é possível fazer cópia exata do sinal transmitido, e injetar o sinal copiado na fibra ótica em algum ponto de interesse, para que este chegue ao sensor, em vez do sinal original. Com isso, o invasor pode, tranquilamente, seccionar a fibra numa posição anterior ao ponto em que injeta o sinal copiado e invadir o depósito ou cofre sem ser perturbado.

Os autores do trabalho [2] mostraram que o parâmetro de emaranhamento quântico dos pares de fótons é suficiente para distinguir entre os estados emaranhados transmitidos pelo sistema de alarme quântico e os estados que eventualmente sejam modificados por um intruso. Os testes indicaram que o alarme quântico desenvolvido detecta estados quânticos falsificados com uma taxa de acerto superior a 99,99%.

Um sistema de alarme quântico como descrito [2] poderá ser muito útil em situações tais como os depósitos de materiais nucleares, cofres bancários e sistemas computacionais que exigem alta segurança. [3]

[1] Crédito da imagem: GravesGhastly / Creative Commons (CC BY-SA 3.0). URL: http://gravesghastly.deviantart.com/art/Quantum-Entanglement-135913341.

[2] BP Williams et al. Tamper-Indicating Quantum Seal. Physical Review Applied 5, 014001 (2016).

[3] Artigos relacionados: Ação a distância no mundo quântico e O que é quântico em máquinas térmicas quânticas?

Como citar este artigo: Claudio Macedo. A segurança por alarme quântico. Saense. URL: http://www.saense.com.br/2016/01/a-seguranca-por-alarme-quantico/. Publicado em 12 de janeiro (2016).

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