Uma equipe de engenheiros da Universidade da Pensilvânia (Penn) alcançou um feito notável ao integrar com sucesso sinais quânticos em redes de fibra óptica comerciais, utilizando o mesmo Protocolo de Internet (IP) que sustenta a internet atual. Essa inovação, detalhada na prestigiada revista Science, demonstra a viabilidade de coexistência entre dados quânticos e clássicos na mesma infraestrutura, abrindo caminho para a futura "internet quântica". O avanço foi validado em testes práticos realizados na rede de fibra óptica da Verizon na Filadélfia.
No centro dessa conquista está um chip de silício desenvolvido pela Penn, apelidado de "Q-Chip" (Quantum-Classical Hybrid Internet by Photonics). Este dispositivo inovador é capaz de coordenar dados quânticos e clássicos de forma eficiente, mantendo uma fidelidade de transmissão superior a 97%, mesmo em ambientes com ruídos externos como variações de temperatura e vibrações. O Q-Chip não apenas agrupa os dados quânticos e clássicos em pacotes compatíveis com o formato da internet existente, mas também os roteia utilizando os mesmos sistemas de endereçamento e ferramentas de gerenciamento empregados hoje.
Essa integração é um passo crucial para o desenvolvimento de uma internet quântica funcional, que promete revolucionar a segurança das comunicações e impulsionar avanços em áreas como inteligência artificial e descoberta de medicamentos. A capacidade de transmitir sinais quânticos em infraestruturas já estabelecidas, como as redes de fibra óptica, elimina a necessidade de construir novas redes, tornando a implementação em larga escala mais acessível e acelerando o desenvolvimento de aplicações quânticas.
O "Q-Chip" representa um salto significativo, pois aborda um dos maiores desafios da comunicação quântica: a fragilidade dos sinais quânticos, que tendem a perder suas propriedades ao serem medidos ou expostos a ruídos. Ao emparelhar sinais de luz de fibra óptica clássica com partículas quânticas, o chip permite a integração sem a perda do delicado estado quântico. Essa abordagem é comparada a um trem onde o sinal clássico atua como a locomotiva, transportando a informação quântica como carga valiosa, sem perturbações.
Pesquisadores de outras instituições também têm feito progressos notáveis. Em Chicago, redes experimentais já conectam dispositivos usando princípios quânticos, e na Europa, a Quantum Internet Alliance (QIA) lidera o desenvolvimento de protótipos de redes quânticas, visando comunicações ultrasseguras e a interligação de computadores quânticos. No Brasil, o projeto Rede Rio Quântica avança na construção da primeira rede de comunicação quântica do país.
Embora a internet quântica não deva substituir a internet clássica, ela coexistirá como uma camada complementar para aplicações que exigem segurança e sincronização de altíssimo nível. Inicialmente, seu uso será restrito a setores estratégicos, mas o potencial de transformação é imenso, prometendo uma nova era na conectividade global, onde a segurança é garantida por princípios físicos fundamentais.