Cientistas identificaram um método para criar múltiplas cópias de informação quântica criptografando-as com uma chave de decriptação de uso único, contornando o teorema de não-clonagem. Esta abordagem, desenvolvida por Achim Kempf e colegas da University of Waterloo, foi testada num processador quântico da IBM. A técnica pode melhorar a redundância em sistemas de computação e armazenamento quânticos.
O teorema de não-clonagem, estabelecido na década de 1980, afirma que estados quânticos não podem ser duplicados sem destruir as suas propriedades, um princípio fundamental para protocolos de encriptação e segurança quânticos. nnAchim Kempf, da University of Waterloo no Canadá, juntamente com a sua equipa, demonstrou uma solução: clonar sistemas quânticos criptografando a informação e associando-a a uma chave de decriptação de uso único. «Pode fazer muitas cópias e gerar redundância desta forma, mas tem de criptografar as cópias, e a chave de decriptação só pode ser usada uma vez», explicou Kempf. Isto garante compatibilidade com o teorema, pois apenas existe uma cópia desencriptada e legível de cada vez. nnA ideia surgiu de pesquisas sobre sistemas Wi-Fi ou rádio quânticos, onde múltiplos recetores violarariam o teorema ao receber dados quânticos idênticos. A equipa descobriu que o ruído quântico encripta efetivamente a informação, que pode ser aproveitada intencionalmente e revertida. Após prova teórica, implementaram o protocolo num processador quântico IBM Heron de 156 qubits, produzindo centenas de clones de qubits encriptados. «Na verdade, ficámos sem espaço no processador IBM. Ele tem apenas 156 qubits, mas estimámos que podemos fazer mais de 1000 clones encriptados antes de os [erros] nos pararem», notou Kempf. O método mostra resiliência ao ruído e erros comuns no hardware quântico atual. nnAplicações potenciais incluem armazenamento quântico em nuvem, semelhante a sistemas clássicos como o Dropbox, que replicam dados em múltiplos locais para fiabilidade. «Se enviar um ficheiro para o Dropbox, ele guardará os seus dados pelo menos três vezes em três computadores diferentes geograficamente separados, para que se um for atingido por fogo, outro por uma inundação, haja uma boa chance de o terceiro sobreviver», disse Kempf. «Pensava-se que não se podia fazer isso com informação quântica, porque não se pode clonar. Mas o que mostramos é que se pode.» nnAleks Kissinger, da University of Oxford, descreveu-o como «um protocolo criptográfico quântico interessante» útil para redundância na comunicação quântica. Esclareceu: «Não é tanto clonagem como uma espécie de espalhar o [estado quântico] para muitas outras partes, de forma que qualquer uma delas possa recuperá-lo mais tarde.» Kempf concordou: «Não é clonagem. É clonagem encriptada. Isso é apenas uma refinamento do teorema de não-clonagem.» nnOs achados aparecem em Physical Review Letters (DOI: 10.1103/y4y1-1ll6) e arXiv (arXiv:2602.10695).