Encriptar mensagens do espaço, aproveitando as leis da física quântica, é o próximo passo para comunicações seguras. Uma tecnologia essencial que viabiliza esta capacidade foi qualificada para o QKDSat, um projeto de parceria da Agência Espacial Europeia (ESA) com a Honeywell Aerospace, em colaboração com a Redwire Europe, o principal adjudicatário para o desenvolvimento do satélite. A missão demonstrará serviços seguros de Distribuição Quântica de Chaves (QKD, Quantum Key Distribution) via satélite em fase pré-operacional.
Um protótipo da Fonte de Pulsos Quânticos Fracos (FPS, Faint Pulse Source), concebido, desenvolvido e qualificado pela empresa espanhola de desenvolvimento de sistemas fotónicos DAS Photonics – parte do Grupo EM&E – concluiu com sucesso a sua campanha de qualificação. Como elemento crítico da carga útil do QKDSat, a FPS ajudará a viabilizar uma conectividade resiliente, autónoma e segura contra ataques quânticos em toda a Europa para governos, operadores de infraestruturas críticas e utilizadores comerciais.
Proteger dados com computação quântica
Com a informação a tornar-se um dos nossos activos mais valiosos, protegê-la tornou-se essencial. A criptografia já é amplamente utilizada para proteger dados, mas os avanços na computação quântica podem, eventualmente, tornar vulneráveis muitos dos métodos de criptografia atuais. A Distribuição Quântica de Chaves tem como objetivo enfrentar este desafio utilizando as leis da física quântica para distribuir chaves criptográficas de forma segura. Ao fazê-lo a partir do espaço, a QKD pode cobrir distâncias muito maiores do que os sistemas que dependem apenas de infraestruturas terrestres ou de cabos de fibra óptica.
Na QKD, as partículas individuais de luz – conhecidas como fotões – são enviadas em estados quânticos escolhidos aleatoriamente. O remetente e o destinatário utilizam a informação recolhida destes fotões para criar uma chave de encriptação partilhada, cuja confidencialidade é garantida pelas leis da física quântica. Um desses princípios é que qualquer tentativa de medir ou observar os fotões altera o seu estado quântico. Isto significa que, se alguém tentar interceptar ou espiar os fotões enquanto estão a ser transmitidos, a perturbação pode ser detectada. Por conseguinte, os destinatários pretendidos podem verificar se a comunicação permanece segura e rejeitar a chave de encriptação, se necessário.
O FPS é responsável por gerar estes pulsos de fotões de baixa intensidade com as propriedades precisas necessárias para a QKD. Cria, especificamente, os sinais quânticos que transportam a chave de encriptação, tornando-se uma parte fundamental do sistema. A fonte quântica desenvolvida pela DAS Photonics inclui ainda mecanismos avançados de protecção de segurança integrados que garantem a segurança de ponta a ponta da missão.
Testar e ir
A campanha de qualificação testou tanto o desempenho da FPS como a sua capacidade de suportar as condições extremas do espaço, garantindo que cumpre os requisitos da Cooperação Europeia para a Normalização Espacial (ECSS, European Cooperation for Space Standardisation).
O protótipo – oficialmente denominado “Modelo de Qualificação de Engenharia” – foi entregue à Redwire Europe, onde será submetido a testes adicionais juntamente com os restantes elementos da carga útil quântica do QKDSat.
Esta conquista representa um marco significativo para a DAS Photonics e para o ecossistema europeu de comunicações quânticas, uma vez que representa a Fonte de Pulso Fraco qualificada mais avançada com mecanismos de segurança integrados na Europa para um sistema QKD baseado em satélite.
“O futuro da Europa depende de comunicações seguras e fiáveis, e o espaço tem um papel fundamental a desempenhar na sua implementação. Este importante marco para o QKDSat demonstra como a ESA está a trabalhar com a indústria europeia para transformar a investigação de ponta em capacidades operacionais que irão reforçar a resiliência, a liderança tecnológica e a competitividade global dos nossos Estados-Membros. Felicito a DAS Photonics e todo o consórcio por esta conquista, que contribuirá para garantir a segurança das infraestruturas críticas da Europa no futuro”, afirmou Laurent Jaffart, Director da Resiliência, Navegação e Conectividade da ESA.
“A qualificação bem-sucedida da Fonte de Pulsos Fracos (Faint Pulse Source) é um marco fundamental para a DAS Photonics e para o avanço das comunicações quânticas seguras na Europa”, afirmou Marta Beltrán, Directora Espacial da DAS Photonics. “Isto demonstra a nossa capacidade de transformar tecnologias fotónicas avançadas em subsistemas robustos e qualificados para o espaço. Orgulhamo-nos de contribuir para um programa que está a lançar as bases para a próxima geração de infraestruturas de comunicações seguras”.
O Projecto de Parceria está a ser desenvolvido no âmbito do programa de Investigação Avançada em Sistemas de Telecomunicações (ARTES, Advanced Research in Telecommunications Systems) da Direcção de Resiliência, Navegação e Conectividade (RNC) da ESA. Além disso, o desenvolvimento do FPS foi apoiado através de um contrato cofinanciado pelo programa ARTES de Competitividade Industrial entre a ESA e a DAS Photonics.
Texto original: Quantum laser pulse generator ready to power ESA’s QKDSat
Texto e imagens: ESA
Tradução automática via Google
Edição: Rui Barbosa