Um novo estudo prova que é possível transmitir sinais quânticos a partir da Terra. Satélites quânticos poderão em breve depender apenas de transmissores instalados no solo, deixando de estar limitados a gerar sinais no Espaço.
Investigadores mostraram que é possível enviar sinais quânticos a partir da Terra para satélites — e não apenas do espaço para o solo, como se acreditava até agora. O avanço poderá tornar as redes quânticas globais muito mais potentes, acessíveis e práticas.
Os satélites quânticos são sobretudo conhecidos por emitirem, a partir da órbita, partículas de luz entrelaçadas (fotões) para estações em terra, um método usado para criar ligações de comunicação extremamente seguras.
Um novo estudo indica agora que o processo também pode funcionar no sentido inverso, com sinais quânticos enviados da Terra para um satélite — uma abordagem até agora considerada impraticável.
Esta conclusão elimina várias limitações importantes dos actuais sistemas de satélites quânticos. Em terra, o equipamento pode recorrer a muito mais energia, é mais fácil de manter e permite gerar sinais bastante mais fortes.
Estas vantagens poderão ser decisivas para construir futuras redes que liguem computadores quânticos, usando satélites como repetidores.
O trabalho, conduzido pelos físicos Simon Devitt e Alexander Solntsev e por uma equipa da Universidade Tecnológica de Sydney (UTS), foi apresentado num artigo recentemente publicado na revista Physical Review Research.
A comunicação quântica por satélite já registou progressos relevantes. O satélite chinês Micius, lançado em 2016, conseguiu pela primeira vez demonstrar o chamado “efeito fantasmagórico” do espaço para a Terra, tendo enviado, a partir do espaço, dados cifrados com técnicas quânticas.
Em 2025, o microssatélite Jinan-1 levou este trabalho mais longe ao estabelecer uma ligação quântica de 12 900 km entre a China e a África do Sul.
Porque foi descartada a comunicação quântica ascendente
“Os actuais satélites quânticos criam pares entrelaçados no espaço e depois enviam cada metade do par para dois locais na Terra — o chamado downlink”, explica o professor Solntsev em comunicado da UTS. “É usado sobretudo em criptografia, onde bastam alguns fotões para gerar uma chave secreta.”
A ideia oposta, produzir fotões entrelaçados na Terra e transmiti-los para cima, foi largamente ignorada. A ideia parecia irrealista devido às perdas esperadas, às interferências e à dispersão da luz ao atravessar a atmosfera.
“A ideia é disparar duas partículas individuais de luz, a partir de duas estações terrestres separadas, para um satélite a orbitar a 500 km acima da Terra, a deslocar-se a cerca de 20 000 km por hora, de forma a que se encontrem com tal precisão que ocorra interferência quântica. Será isso sequer possível?”, perguntou o professor Devitt.
Segundo o novo estudo, sim. “Surpreendentemente, a nossa modelação mostrou que um uplink é viável. Incluímos efeitos do mundo real, como luz de fundo proveniente da Terra e reflexos da luz solar na Lua, efeitos atmosféricos e o alinhamento imperfeito dos sistemas ópticos”, disse.
Rumo a uma Internet quântica escalável
A equipa defende que a ideia poderá ser testada em breve com receptores instalados em drones ou em balões, como etapa intermédia para redes quânticas de grande escala, capazes de ligar países e continentes, recorrendo a pequenos satélites em órbita baixa.
“Uma Internet quântica é uma coisa muito diferente das actuais aplicações criptográficas, ainda numa fase inicial. O mecanismo de base é o mesmo, mas é preciso significativamente mais fotões — mais largura de banda — para ligar computadores quânticos”, afirmou Devitt.
“No futuro, o entrelaçamento quântico vai ser um pouco como a electricidade: uma mercadoria de que falamos e que alimenta outras coisas. É gerado e transmitido de uma forma muitas vezes invisível para o utilizador; limitamo-nos a ligar os aparelhos e a usá-lo”, diz o investigador.
“No fim, será o mesmo com grandes redes de entrelaçamento quântico. Haverá dispositivos quânticos que se ligam a uma fonte de entrelaçamento, tal como a uma fonte de energia, usando ambas para fazer algo útil”, conclui.
