Criar uma comunicação altamente segura a partir do uso de partículas de luz (fótons), com foco em áreas estratégicas e na segurança de dados. Esse é o objetivo da Rede Rio Quântica, que desenvolve a primeira rede de criptografia com essa tecnologia no país e conecta quatro instituições de ensino e pesquisa do estado do Rio de Janeiro: Universidade Federal Fluminense (UFF), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Pontifícia Universidade Católica (PUC) e Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF). 

Coordenado pelo professor do Departamento de Física da UFF, Antonio Zelaquett Khoury, esse projeto visa à otimização do sistema óptico e à transmissão de informações por meio de feixes estruturados e qubits.

A pesquisa científica realizada no escopo do projeto trabalha a segurança das chaves criptográficas com fundamento nos princípios da física quântica, ao contrário dos protocolos atuais, que se baseiam na complexidade matemática dos algoritmos de decodificação. Dessa forma, o progresso dessa técnica pode contribuir diretamente para proteger setores sensíveis e dados sigilosos de interferências e acessos externos.

Na criptografia convencional, as informações são codificadas em bits (0 ou 1), a partir de chaves digitais para realizar a decodificação dos dados transmitidos, e está presente em celulares e computadores, por exemplo. A comunicação quântica, por outro lado, utiliza qubits, representações simultâneas de 0 e 1, graças à superposição de estados. 

“Esse método torna a comunicação praticamente impenetrável a tentativas de interceptação e oferece uma opção extremamente segura, que utiliza também o fenômeno do emaranhamento, uma tecnologia considerada crucial para preservar comunicações sensíveis, desde autenticações bancárias até a troca de informações estratégicas para a segurança nacional”, disse Antonio.

Para a expansão dessa tecnologia no Brasil, criou-se um projeto de implementação do Laboratório de Tecnologias Quânticas do CBPF com apoio da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), a fim de produzir e desenvolver componentes nacionais. A distribuição da computação quântica é liberada da UFF para a CBPF, que distribui para as outras instituições, e busca permitir o acesso remoto a computadores através de canais quânticos que vão além da troca de chaves criptográficas.

As quatro instituições de ensino são conectadas por dois meios: aéreo e por cabos. A conexão aérea é propiciada por um feixe de fótons entre essas a UFF e a CBPF. A partir do Centro de Pesquisas Físicas, uma rede de fibra óptica interliga a UFRJ e a PUC. Há ainda perspectivas para incorporar o Instituto Militar de Engenharia (IME) à rede.

De acordo com Khoury, a parceria entre os membros é um dos pilares para o desenvolvimento do projeto. Os representantes mantêm diálogo constante por meio de reuniões cujo propósito é identificar e resolver desafios técnicos que surgem durante o desenvolvimento da Rede.

Por lidar com questões físicas complexas, o projeto enfrenta algumas interferências, principalmente nas questões de alinhamento do feixe de fóton que conecta a UFF e o CBPF. Entretanto, pesquisas feitas pelos desenvolvedores têm facilitado o processo. 

“Esse problema está sendo estudado com duas abordagens complementares: primeiro, estamos trabalhando no sistema óptico usado na produção do feixe de luz enviado para otimizar a sua focalização no laboratório receptor. Além disso, estamos estudando formas de transmissão de informação com a detecção parcial de feixes ‘estruturados’, isto é, preparados com propriedades espaciais que permitem a codificação e leitura de informação”, explicou o coordenador do projeto.

A Rede Rio Quântica representa um passo para a criação de um campo de testes, a fim de aprimorar tecnologias emergentes e avançar a posição do país nesse cenário de pesquisa. A expectativa, de acordo com o coordenador, é que, conforme o Brasil comece a obter resultados concretos com esses projetos, o investimento na área aumente.