Cadeias Markovianas Aplicadas à Comunicação Quântica em Satélites: Modelagem e Previsão de Perdas de Dados

A comunicação quântica representa uma tecnologia emergente para transmissão segura de dados via satélites, utilizando qubits e fótons como unidades de informação. Contudo, fenômenos estocásticos, como decoerência, interferências atmosféricas e ruídos térmicos, podem comprometer a integridade dos dados. Este trabalho apresenta a aplicação de cadeias markovianas como modelo matemático para analisar e prever probabilisticamente o comportamento dos qubits durante a transmissão. Três estados são considerados: íntegro (S0), decoerente (S1) e perdido (S2). A matriz de transição de Markov define a evolução do sistema em ciclos sucessivos, considerando apenas o estado atual do qubit. Simulações computacionais em Python mostram que, mesmo com alta probabilidade inicial de integridade, o sistema tende progressivamente ao estado de perda, evidenciando a necessidade de protocolos de correção, como redundância e estratégias de recuperação. Os resultados destacam que o uso de cadeias markovianas fornece suporte para estimar taxas de erro, antecipar falhas e otimizar sistemas de comunicação quântica via satélites. Além disso, a abordagem integra conceitos de física quântica e teoria da informação, reforçando a importância da modelagem matemática para o desenvolvimento tecnológico e para a segurança de dados em nível nacional. Este estudo contribui para o entendimento das dinâmicas de transmissão quântica em ambientes orbitais, fornecendo base para aprimoramento de protocolos e redução de perdas em futuras aplicações tecnológicas.