Fótons únicos produzidos eletricamente.
As técnicas de criptografia quântica utilizadas atualmente requerem, de fato, um laser fortemente atenuado como fonte de fótons únicos. Mesmo que esta opção já tenha encontrado suas primeiras aplicações, ainda comporta inconvenientes importantes, por exemplo, o fato que estes fótons são liberados de modo muito mais aleatório, de sorte que, às vezes, vários fótons são enviados ao mesmo tempo, conforme precisa Sven Höfling, do Instituto de Física da Universidade de Wurtzburgo. Este tipo de falha poderá levar os piratas informáticos a poder levantar discretamente a informação, a partir dos fluxos de dados transmitidos. Como consequência, para a tecnologia quântica com laser atenuado, devem ser implementados novos métodos complexos de transmissão, a fim de assegurar um canal de comunicação mais seguro.
Assim, uma fonte ideal de fótons únicos, segundo Höfling, deverá poder liberar de modo preciso um fóton de cada vez, por cada pulso elétrico. Os físicos das universidades de Wurtzburgo, Munique (Baviera) e Sttutgart (Bade-Wurtemberg), ambas na Alemanha, já tinham conseguido desenvolver tal fonte de fótons individuais aplicada à comunicação quântica. Para esta finalidade, os pesquisadores integraram estruturas de material semicondutor em microrressonadores. De fato, estas fontes emitem, com grande confiança, um fóton individual para cada pulso elétrico. Memorizando as informações na polarização de fótons, pode-se, assim, gerar uma chave de criptografia quântica, como demonstrado pelos pesquisadores em suas experiências de laboratório.
Material semicondutor com nanoestruturas integradas de quantum dots capazes de emitir fótons individuais, produzido na Universidade de Wurtzburgo.
Créditos: Instituto de Física da Universidade de Wurtzburgo.
Os pesquisadores publicaram suas conclusões - fruto de uma colaboração estreita entre os grupos de pesquisa dos professores Harald Weinfurter de Munique, Peter Michler de Stuttgart e Alfred Forchel de Wurtzburgo -, na revista New Journal of Physics. Além disso, os cientistas querem conseguir a transferência de fótons não somente em laboratório, mas também em distâncias maiores, permitindo sua utilização real nas TICs. O objetivo ambicioso é apoiado por um novo projeto, financiado pelo Ministério Federal do Ensino e da Pesquisa alemão (BMBF). Quando de uma primeira etapa, os pesquisadores já conseguiram realizar comunicações quânticas de fótons únicos, gerados por pulsos elétricos em seções de 500 metros, entre telhados do centro da cidade de Munique.
Press Release Universidade de Wurtzburgo (Tradução - MIA).
Nota do Scientific Editor - O trabalho "Quantum key distribution using quantum dot single-photon emitting diodes in the red and near infrared spectral range", que deuorigem a esta notícia, é de autoria de T. Heindel, C.A. Kessler, M. Rau, C. Schneider, M. Fürst, F. Hargart, W-M. Schulz, M. Eichfelder, R. Roßbach, S. Nauerth, M. Lermer, H. Weier, M. Jetter, M. Kamp, S.Reitzenstein, S. Höfling, P. Michler, H. Weinfurter e A. Forchel, tendo sido publicado na revista New Journal of Physics, vol. 14, núm. 8,, 2012, DOI: 10.1088/1367-2630/14/8/083001.