4. Vantagens e Desvantagens

Assim como qualquer técnica, a criptografia quântica tem seus pontos positivos e negativos. Suas vantagens, que vêm inspirando vários estudos na área há algumas décadas, incluem a confiabilidade e a garantia de segurança com base em leis físicas e não em suposições de computabilidade. Por outro lado, existem sérias dificuldades de implementação, o que, aliado ao alto custo de se construir um computador quântico confiável, impedem a adoção da computação e da criptografia quântica em larga escala.

Confiabilidade

Devido ao Princípio da Incerteza de Heisenberg, um espião que esteja monitorando a comunicação em uma troca de chaves pode ser detectado, pois a medição dos qubits enviados altera o próprio valor destes dados. Quando percebe-se a existência do intruso, a transmissão é abortada, garantindo que a informação permaneça secreta.

Ataques

Apesar da confiabilidade proporcionada pela distribuição quântica de chaves, nem todos os tipos de ataques podem ser evitados. A própria natureza probabilística da mecânica quântica impede que todas as chances de intrusão sejam eliminadas com garantia absoluta. Citaremos abaixo alguns dos problemas que se mantém.

Ataque de Captura e Reenvio

A criptografia quântica provê segurança absoluta quando o espião pode escutar o meio passivamente. Porém, caso ele tenha o poder de interceptar os dados transmitidos e depois reenviá-los, há uma possibilidade de escolher os dados corretos, obter acesso aos dados confidenciais e enganar ambas as partes sem que elas percebam.

Implementações Parciais

Por razões práticas, é muito difícil seguir à risca o modelo teórico, enviando fótons polarizados individuais, e normalmente trabalha-se com o envio de pequenas rajadas de luz polarizada. Isso torna possível que o espião separe o feixe de luz e leia as informações do feixe interceptado sem alterar a polarização do feixe que chega ao receptor (alterando apenas a intensidade), produzindo assim uma chance do espião descobrir a chave transmitida. Em todo caso, o espião terá de acertar as bases de medição para que as informações obtidas sejam úteis.

Ruídos

A transferência dos fótons pode sofrer interferência devido a ruídos do meio mesmo quando não há espiões passivos, e tais interferências são indistinguíveis entre si. Emissor e receptor, portanto, devem aceitar um certo grau de interferência na transmissão sem considerá-la contaminada. Desta forma, o espião, apesar de não conseguir obter os dados, pode sabotar a transmissão introduzindo interferências até que esta falhe, frustrando o objetivo do emissor.

Dificuldades e custos

Apesar de todos os estudos teóricos e experimentos práticos já realizados sobre o assunto, tanto a computação quântica quanto a criptografia quântica ainda não são factíveis para uso em larga escala.

Existem sérias dificuldades físicas para montar um computador quântico com poder de processamento suficiente para torná-lo útil, a custos igualmente altos. Por exemplo, fatorar um número de 200 algarismos usando o algoritmo de Shor requer 3500 qubits estáveis – entretanto, além da própria dificuldade de fazer com que estes qubits fiquem emaranhados, eles sofrem gradativamente de um efeito chamado descoerência, na qual eles passam a ficar emaranhados com o meio ambiente e perdem a ligação entre si. Mesmo em uma caixa isolada a descoerência já ocorre a partir de dezenas de nano-segundos.

A transmissão dos fótons também é bastante sensível a erros, cuja taxa cresce à medida que a velocidade de transferência ou a distância entre os pontos finais aumenta. A correção de erro quântica (QEC) é uma saída possível, pois estudos indicam que ela é mais eficiente do que as técnicas de correção usadas na comunicação tradicional.