Cequan (Comunicador por Emaranhamento Quântico)
— Ensaios Hipotéticos sobre a Tecnologia Ybymarense —
1. Princípio básico de funcionamento
O cequan (comunicador por emaranhamento quântico) é um dispositivo que pode enviar e receber dados para/de seu par em qualquer lugar do Universo de forma instantânea. Não há nada conhecido que possa interferir na comunicação.
Os dados são gravados em lâminas de um Compósito Quântico de Ilhas. As ilhas são isoladas quanticamente umas das outras, podendo o estado quântico de uma ser alterado sem interferir com as ilhas vizinhas. Se cada ilha tiver um nanômetro quadrado de tamanho, por exemplo, será possível emaranhar quase 10 petabits em uma lâmina plana de 10 cm de lado.
O diagrama simplificado de um Cequan é o seguinte:
Ele funciona da seguinte forma:
Os dois disparadores de transmissão e de recepção emitem um sinal a intervalos regulares, digamos, a cada um segundo envia uma sequência de bits predefinidos. Os disparadores de recepção iniciam a leitura com um atraso de, digamos, 0,5 (meio) segundo. Assim, temos a sequência:
| Transmissor | Receptor |
| 1 seg | 1,5 seg |
| 2 seg | 2,5 seg |
| 3 seg | 3,5 seg |
| ⁞ | ⁞ |
Assim, o disparador de recepção lê a sequência de bits com meio segundo de atraso. Suponhamos que seja uma sequência de 4 bits. Deve ser assinalada uma sequência específica que indicará que o transmissor está fazendo uma chamada, digamos, 1010. Ao receber essa sequência, o módulo receptor devolve outra sequência predefinida, digamos 1100, para indicar ao transmissor que está pronto para receber dados. O transmissor envia, então, outra sequência de bits com o endereço no módulo de dados onde iniciará a mensagem. Então, o disparador de origem envia um sinal ao módulo de dados para começar a alterar as ilhas quânticas emaranhadas, que refletirão no módulo receptor. Os módulos de dados podem ser tanto receptores quanto transmissores.
Enquanto os disparadores estiverem enviando sequências de inatividade, digamos, 0000, não haverá comunicação de dados utilizáveis. Eles são indispensáveis para manter os módulos cequan sincronizados. Se essa sincronia for perdida, os módulos tornam-se inutilizáveis.
2. Limitação de dados
Uma peculiaridade intrínseca ao Cequan é que há um limite de dados que podem ser transmitidos e recebidos, uma vez que, para cada bit lido, o emaranhamento é desfeito. Também há um “tempo de vida útil” máximo que o Cequan pode ficar operacional, uma vez que os disparadores funcionam continuamente, com ou sem transmissão de dados. Supondo que eles sejam constituídos por apenas uma lâmina como a do exemplo acima, teremos 10 petabits. Enviando um bit por milissegundo (mil bits por segundo), a lâmina levará mais de 300 mil anos para “esvaziar”. Então, isso não deve ser um problema.
O que limita mesmo o uso do Cequan é a quantidade de bits no módulo de dados. Com 10 petabits podemos transmitir umas 50.000 horas de vídeo em 4K, o que pode parecer bastante, mas, dependendo de onde o módulo for usado, pode ser insuficiente. Lembremos que os contentores devem ser transportados para o local onde funcionarão, a uma velocidade limitada. Se eles ficarem longe demais um do outro, não haverá como “recarregar” os módulos, pois, para isso, será necessário reemaranhá-los.
Cada módulo Cequan deve ser emaranhado com o seu par no mesmo local. Depois de emaranhado, os contentores devem ser enviados ao seu local de destino. Suponha que o contentor de número, por exemplo, TR10-23493A seja emaranhado com seu par, cujo número é o mesmo, só que com final “B”. O contentor “A” fica na Terra e o “B” é enviado para Marte. Uma vez lá, podem ser transmitidos e recebidos até 10 petabits de dados instantaneamente antes dos contentores ficarem “vazios”. Entretanto, eles podem ser emaranhados novamente, o que “carrega” mais 10 petabits de dados.
Também podem ser colocadas múltiplas lâminas nos contentores. Assim que uma esvazia, deve substituída por outra. Suponhamos que haja 100 lâminas no contentor. Fazemos 10 petabits x 100, resultando em 1 hexabit. Um possível mecanismo para troca de lâminas está ilustrado abaixo.
3. Operação em condições extremas
Em condições normais de velocidade relativa entre os contentores e também de gravidade estável, a diferença de tempo da emissão e recepção dos sinais pelos disparadores será irrisório. Mas, em altas velocidades ou gravidade, a diferença poderá ser significativa. Por exemplo, suponhamos que o disparador de transmissão esteja viajando à metade da velocidade da luz, temos (a velocidade da luz é de cerca de 300.000 Km/s, mas foi considerada como 300 para simplificar):
Então, haverá uma variação de intervalo de cerca de 0,15 segundos para cada pulso emitido relação ao outro módulo. Neste caso, os próprios disparadores podem compensar, acelerando ou retardando a frequência do pulso de disparo em cerca de 15%.
Se conveniente, os módulos também podem sincronizar com um relógio mestre situado, por exemplo, na Terra, cujos pulsos são enviados por sinais de rádio. O módulo pode comparar com seu relógio interno para determinar a variação relativa na passagem do tempo.