O dinheiro de Wiesner é um dispositivo imaginário, que usa computação quântica para a validação de dinheiro (ou qualquer outra coisa importante do tipo).

A nota deve ter um número serial comum, e qubits preparados.

O número serial comum serve para dizer ao banco verificador qual a base a medir os qubits. Imagine que o banco tem uma lista, guardada num cofre, que faz o match do número serial e retorna uma base.

Ex. Um serial 0101 significa que a nota deve ser medida nas bases (01, +-, +-, +-). Ou pensando em fótons, com polarizações a (0, 90, 90, 90).

A pessoa que quiser validar a nota deve ir ao banco, que vai fazer a mensuração dos qubits nas bases acima. Por exemplo, o qubit pode ter sido codificado em |1>|+>|->|->, segundo as bases acima.

Finalmente, o banco valida o valor medido (|1>|+>|->|->) com a resposta no cofre, e valida o dinheiro.

De novo, o banco deve fazer o match do serial e retornar duas informações: a base de medida de cada qubit, e o resultado da medição dos qubits.

O que acontece se alguém quiser falsificar o dinheiro?

Olhando apenas para a nota e os qubits, não dá para saber a base a medir os mesmos. O ladrão pode chutar as bases 01 e +-, mas vai ter 50% de chance de errar a base. Se ele escolher a base certa, ok, mas se escolher a base errada, vai ter 50% de chance da medida ser errada, pela base ser ortogonal. Ele tem 75% de chance de acertar 1 (um) qubit. Ou seja, acrescentando vários qubits, a probabilidade dele acertar diminui gradativamente.

Esta é uma aplicação interessante do teorema da não-clonagem.

Depois de validar a nota, e aí? Perdeu-se o estado quântico. A melhor solução é o banco dar uma nota nova, e guardar no cofre o novo número serial e os qubits.

Portanto, é impossível falsificar a nota. Nem o melhor falsificador do mundo, com os mais poderosos instrumentos físicos e os melhores computadores, conseguiria falsificar, ao contrário da nossa nota de dinheiro (que é difícil, mas não impossível, falsificar).

O único jeito é ter acesso ao cofre do banco e roubar o segredo das bases e do resultado da medida.

Problemas:

Um grande problema é a decoerência. O estado quântico deve durar indefinidamente, até o momento em que será necessário fazer a validação. Este ponto está muito longe de ser resolvido, visto que ou os computadores quânticos atuais devem operar a temperaturas próximas a zero absoluto ou utilizam fótos, que, por definição, ficam o tempo todo viajando à velocidade da luz!

O processo acima também assume que não há erros no processo de medição, ou erro humano. Se um erro desses ocorre, já era, não tem volta, e isso pelo próprio princípio da coisa!

É lógico que todo esse trabalho não se justifica para uma mísera nota de R$ 1,00. O custo de um processo desses deve ser absurdo!

Este esquema de Wiesner inspirou a comunicação quântica indecifrável, este bem mais famoso.

Trilha sonora: The Beatles — Money (That’s what I want)

Originally published at http://informacaoquantica.wordpress.com on April 12, 2020.

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