Equador e América Latina traçam um rumo para o avanço das tecnologias quânticas no espaço

Postado em 31/12/2020 por Maria Heloísa Fraga

Internet quântica, Tecnologia

Cortesia do artista argentino Fernando Lazzari

Situados no extremo noroeste da América do Sul, engenheiros, empreendedores e cientistas estão em um percurso histórico. Este percurso é diferente. Não envolve correr para a supremacia quântica ou orçamentos colossais. Permanecendo hábil e ágil para alavancar conhecimento, experiência e tecnologias locais desenvolvidas no Equador e com parceiros na América Latina, ingressar nas grandes ligas da segurança cibernética com comunicações quânticas no espaço é um caminho gradual e inabalável.

Jaime Jaramillo é o vice-diretor de Operações Espaciais da Agência Espacial Civil Equatoriana (EXA) com sede em Guaiaquil, e o CEO do Instituto de Pesquisa Aeroespacial Quântica (QAS) com sede em Quito. Desde 2013, o QAS tem sido um do spin offs de pesquisa da EXA. Com a visão de que a tecnologia quântica é um ponto de inflexão em nossa sociedade, o QAS se dedica exclusivamente à pesquisa de configurações personalizadas de carga e ao desenvolvimento de tecnologias quânticas para a indústria espacial. Com uma equipe em tempo integral de 10 funcionários no Equador, os projetos da QAS expandem os sucessos das primeiras missões espaciais CubeSat do Equador/EXA, o NEE-01 Pegaso e o NEE-02 Krysaor. A equipe especializada tende a sobrepor QAS e EXA.

Eu havia escrito sobre as missões espaciais anteriores e as em andamento da EXA. Como uma entidade privada não governamental, EXA e QAS mantêm eficiência, excelência e acessibilidade como valores centrais. Ao desenvolver alta tecnologia para o espaço de forma eficiente e econômica, EXA e QAS trabalham “rumo à democratização das tecnologias espaciais nos países em desenvolvimento”.

O QAS e a EXA publicaram e apresentaram pela primeira vez sua proposta para um Programa Espacial da rede QSAT no Primeiro Simpósio Latino-Americano da Academia Internacional de Astronáutica (IAA) em 2017 sobre Pequenos Satélites: Tecnologias Avançadas e Sistemas Distribuídos em Buenos Aires, Argentina. A proposta aborda a necessidade de uma internet quântica global e segura com a técnica de distribuição de chaves quânticas (QKD) no espaço.

A rede QSAT difere das missões espaciais existentes, como a chinesa QUESS e a canadense QEYSSat, dada sua proposta de arquitetura geral com nano satélites – QSats. A rede QSAT conceitua nano satélites como repetidores quânticos móveis com memórias quânticas no espaço. Os repetidores quânticos móveis em miniatura adicionam, armazenam e encaminham capacidades para a fonte de emaranhamento quântico em cada nano satélite da rede. Essa abordagem ajuda a evitar a perda de sinal e pode escalar para distâncias maiores. Ela também aproveita tecnologias indígenas prévias desenvolvidas pela EXA acerca de nano satélites. As dimensões de um QSat incluem um nano satélite 3U padrão de 10x10x30 cm³ com seis painéis solares 3U.

A proposta da Rede QSAT também conceitua inovações adicionais: radiofrequência para o canal quântico. Com um orçamento reduzido, o uso de radiofrequência pode tornar a tecnologia quântica mais acessível aos usuários finais, o que normalmente exigiria telescópios de alto custo. A missão QSAT inclui uma estação terrestre óptica para aplicações de banda larga.

Fonte de entrelaçamento quântico óptico no espaço. Proposta de rede QSAT. Cortesia de QAS e EXA
Fonte de entrelaçamento quântico de radiofrequência no espaço. Proposta de rede QSAT. Cortesia de QAS e EXA

Conforme relatado anteriormente no The Quantum Daily (TQD), o recorde mundial estabelecido pelos chineses para o emaranhamento quântico de fótons espaciais está a uma distância de 1.200 km. Os chineses também mantêm o recorde global conectando memórias quânticas via cabo de fibra óptica (cerca de mais de 50 km). Visando a possibilidade de bater o recorde mundial, a proposta da Rede QSAT define a Estação Terrestre 1 no Equador como sendo a primeira estação e, um parceiro intercontinental para a segunda estação terrestre. O QSAT transmitiria um fóton emaranhado da Estação Terrestre 1 para a Estação Terrestre 2.

Jaime e eu entramos em contato este mês para discutir as atualizações e o progresso em seu trabalho. Nascido e criado na cidade de Loja, no sul do Equador, Jaime explicou o seguinte:

“Fizemos grandes avanços em pesquisa e desenvolvimento até agora nos testes experimentais em nossos laboratórios. Aproveitamos a tecnologia acessível para repetidores quânticos e memórias nas configurações de carga. As próximas etapas incluem testes de drones de alta altitude. Estaremos também consolidando as alianças internacionais e os recursos adicionais necessários para a prova de conceito referente à tentativa da missão de satélite para 2022.

Um repetidor quântico no espaço é a busca pelo Santo Graal das tecnologias quânticas. Da nossa perspectiva, a abordagem mais viável para alcançar um kit de desenvolvimento quântico – KDQ – global é com nano satélites. Uma abordagem espacial acessível seria o alicerce de uma internet quântica global para as próximas gerações. No entanto, o desafio do debate geral sobre KDQ é que poucas pessoas o entendem. Além disso, ele é relativamente focado em apenas um punhado de instituições com grandes orçamentos. ”

O ponto de Jaime é instigante em muitos aspectos. Ele aponta para os silos de inovação que permeiam tanto a indústria da tecnologia quântica, quanto a economia espacial mais ampla.

“No QAS e na EXA, tivemos que nos adaptar às circunstâncias porque não recebemos fundos do estado. Uma de nossas limitações em nossos projetos é o orçamento. Tivemos que inovar devido a essas restrições. Uma força de trabalho altamente qualificada no QAS e na EXA tornou isso possível. Temos sido capazes de superar tais restrições graças ao talento humano. ”

Fiquei interessada em ouvir sobre a trajetória de vida dele. A ideia de realizar pesquisas quânticas na América Latina é presciente. Jaime adicionou:

“Desde a minha infância, tive dois grandes interesses: física e espaço. Após terminar minha graduação em Engenharia de Telecomunicações, comecei a trabalhar na EXA em 2010. Este foi um passo incrível na direção certa para a ciência espacial em meu próprio país. Tive a sorte de estar no lugar em que deveria estar, porque as comunicações quânticas são a combinação perfeita entre física, espaço e telecomunicações. ”

Estou ansiosa para ver como engenheiros e cientistas ao redor do mundo terão sucesso em provas de conceito para missões em uma rede de comunicações quânticas no espaço. No Equador e na América Latina, essa iniciativa está avançando bem. O QAS e a EXA têm liderado constantemente os esforços. Sendo escalabilidade, acessibilidade e excelência fundamentais para empreendimentos públicos-privados internacionais, uma internet quântica global pode ser uma realidade em nossa vida.

Tradução autorizada de texto publicado pelo The Quantum Daily. Disponível em: https://thequantumdaily.com/2020/12/22/ecuador-and-latin-america-set-a-course-to-advance-quantum-technologies-in-space/. Acesso em 25 de dezembro de 2020.

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