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À Descoberta da LUZ
Feira de Ciências
IYL2015 PORTUGAL
Viana do Castelo, 25 de Maio
Resumo
Introdução
A transmissão de informação por meio da luz pode ser usada no vácuo, na
comunicação entre satélites, em fibra ótica, entre outros.
Apesar de a luz ser normalmente vista como uma onda eletromagnética,
Einstein demonstrou que esta pode comportar-se também como partícula.
Assim, um feixe de luz pode ser visto como um conjunto de pequenos pacotes
de energia, chamados de fotões.
O fotão, como partícula elementar, não tem massa. No entanto, tem uma
energia quantificável, uma velocidade, um spin, um momento, um comprimento
de onda, uma polarização ou uma fase.
Na comunicação clássica, o bit é a unidade fundamental e pode assumir dois
valores, “0” ou “1”. Por outras palavras, funciona como um interruptor, que pode
ter dois estados de energia diferentes.
Na comunicação quântica em vez do bit existe o qubit que é igualmente um
sistema de dois estados ⟩ e ⟩ (segundo a notação de Dirac).
A grande vantagem da comunicação quântica em relação à comunicação
clássica é que os qubits podem ser codificados em diferentes polarizações (ou
fases) dos fotões, como por exemplo horizontal, vertical, diagonal ou circular.
Tendo por base estas propriedades e possibilidades, os fotões podem ser
usados para transmissão de informação de forma absolutamente segura,
aplicando os chamados protocolos quânticos, usados na criptografia quântica.
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Enquanto que a segurança da criptografia clássica está na dificuldade de
factorização de grandes números nos seus números primos, situação que se
torna cada mais fácil com o aumento do poder computacional, a segurança da
criptografia quântica está na validade das leis da física, nomeadamente na
impossibilidade de clonar fotões ou de os medir sem alterar o seu estado. A
criptografia quântica é portanto uma tecnologia intrinsecamente segura e
independente do avanço do poder computacional.
Posto isto, o fotão para além de partícula fundamental, é também uma peça
essencial nas comunicações seguras.
O Trabalho
Neste trabalho pretendemos explicar, através de uma apresentação em poster,
como podemos comunicar de forma segura usando a luz e como se pode
codificar informação nas propriedades intrínsecas dos fotões.
O poster traduzirá uma linguagem clara e simples para que possa ser entendido
por pessoas com diferentes graus de formação. A informação será apresentada
quer através de esquemas, cartoons ou imagens, para além do texto, com os
conceitos científicos mais avançados.
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