Agora é possível fazer backup de dados dos computadores quânticos

Backup pra computadores quânticos

Você certamente já ouviu falar que a computação, a criptografia e as comunicações quânticas são invioláveis porque não dá para ler o valor de um qubit sem alterar seu estado quântico, o que denuncia imediatamente a tentativa de espionagem.

É claro que isso também coloca fortes limitações práticas a essas tecnologias – por exemplo, não podemos contar com as tradicionais cópias de segurança, ou backups, que guardam nossas informações em segurança no caso de uma pane no sistema principal.

Mas Koji Yamaguchi e Achim Kempf conseguiram fazer algo que parecia impossível, algo que eles chamam de “elegantemente contornar o problema fundamental da ‘proibição de clonagem’ de um estado quântico.

“A computação quântica tem um potencial enorme, particularmente para resolver problemas muito complexos, mas também apresenta desafios únicos. Um dos maiores desafios da computação quântica é o chamado teorema da não-clonagem, que afirma que a informação quântica não pode ser copiada, pelo menos não diretamente. Isso se deve à forma delicada como a informação quântica é armazenada,” explicou Kempf, da Universidade de Waterloo, no Canadá.

Mas isso acaba de mudar.

“Nós descobrimos uma solução alternativa para o teorema da não-clonagem da informação quântica,” afirmou Yamaguchi, da Universidade de Kyushu, no Japão.

Como fazer backup de dados quânticos

A informação quântica funciona de forma semelhante à segmentação de uma senha. Se você tem a primeira metade da senha e um amigo tem a segunda, nenhum de vocês consegue usá-la sozinho; mas, se vocês juntarem as duas metades, conseguem o acesso que desejam.

De maneira similar, os qubits são diferentes dos bits eletrônicos porque podem compartilhar informações de uma forma que cresce à medida que são combinados. Um único qubit não armazena muita coisa sozinho, mas qubits interligados podem armazenar uma quantidade enorme de informações, que só se manifestam quando esses qubits estão conectados. Essa capacidade única de armazenar informações compartilhadas entre múltiplos qubits é chamada de entrelaçamento quântico.

Kempf explica que 100 qubits podem compartilhar informações de 2100 maneiras simultaneamente, o que permite que eles compartilhem tanta informação entrelaçada que todos os computadores clássicos atuais não seriam capazes de armazená-la.

Só que isso pode ser dramático: Se a não-clonagem significa segurança total, também implica que não dá para fazer backup dessas informações – se você perder alguma, perdeu tudo.

Foi aqui que a dupla encontrou uma solução, que imita a divisão da senha em nosso exemplo inicial.

“Descobrimos que, se criptografarmos a informação quântica à medida que a copiamos, podemos fazer quantas cópias quisermos. Esse método consegue contornar o teorema da não-clonagem porque, depois que alguém seleciona e descriptografa uma das cópias criptografadas, a chave de descriptografia expira automaticamente, ou seja, a chave de descriptografia é de uso único. Mas mesmo uma chave de uso único possibilita aplicações importantes, como serviços de nuvem quântica redundantes e criptografados,” explicou Yamaguchi.