Encriptamento Quântico no Ensino Médio Utilizando o Protocolo BB84

Cabral, Thiago Nunes Oliveira

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dc.contributor.advisor	Pereira, João Alberto Mesquita
dc.contributor.author	Cabral, Thiago Nunes Oliveira
dc.date.accessioned	2026-10-21T13:05:52Z
dc.date.available	2026-10-21T13:05:52Z
dc.date.issued	2026-09-08
dc.identifier.citation	CABRAL, Thiago Nunes Oliveira. Encriptamento Quântico no Ensino Médio Utilizando o Protocolo BB84. 2026. 101 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Ensino de Física) – Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2026.	pt_BR
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/unirio/15476
dc.description.sponsorship	CAPES	pt_BR
dc.language.iso	Portuguese	pt_BR
dc.rights	openAccess	pt_BR
dc.title	Encriptamento Quântico no Ensino Médio Utilizando o Protocolo BB84	pt_BR
dc.type	masterThesis	pt_BR
dc.contributor.referee	Pereira, João Alberto Mesquita
dc.contributor.referee	Oliveira, Ivan Santos
dc.contributor.referee	Helayel-Neto, José Abdalla
dc.degree.department	CCBS	pt_BR
dc.degree.grantor	Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro - UNIRIO	pt_BR
dc.degree.level	Mestrado Acadêmico	pt_BR
dc.degree.local	Rio de Janeiro,RJ	pt_BR
dc.degree.program	Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física	pt_BR
dc.subject.cnpq	FÍSICA. FÍSICA GERAL	pt_BR
dc.subject.en	Physics teaching	pt_BR
dc.subject.en	Quantum cryptography	pt_BR
dc.subject.en	Macrobits	pt_BR
dc.subject.en	Information Security	pt_BR
dc.subject.en	Quantum computing	pt_BR
dc.subject.en	Quantum mechanics	pt_BR
dc.subject.en	BB84 Protocol	pt_BR
dc.description.abstracten	This study aims to investigate the secure transmission of information based on the principles of quantum mechanics by employing an educational game based on the BB84 protocol, thereby proposing a teaching approach that facilitates the understanding of these concepts in the context of high school physics education. The research is grounded in David Ausubel's Theory of Meaningful Learning, Lev Vygotsky's sociocultural perspective, and Paulo Freire's dialogical approach, emphasizing the value of prior knowledge, social interaction, and the critical construction of knowledge as central elements of the teaching and learning process. Initially, the study presents elements of information theory and quantum principles related to measurement and the choice of measurement bases. As a methodological approach, an educational game based on the use of macrobits was developed to simulate the quantum key distribution process, including the preparation, transmission, and measurement of quantum states. The proposed activity was implemented with an experimental group and compared with a traditional teaching approach through the application of pre- and post-tests and observational records. The results indicate greater student engagement, participation, and conceptual understanding among those who took part in the game-based activity, highlighting the potential of the educational game to enhance the learning of the concepts involved. It is concluded that the use of educational models inspired by quantum mechanics, grounded in the theoretical assumptions of Ausubel, Vygotsky, and Freire, contributes to the meaningful learning of contemporary physics topics by fostering collaborative knowledge construction, promoting student autonomy, and bridging the gap between abstract concepts and concrete experiences.	pt_BR
dc.degree.country	Brasil	pt_BR
dc.description.sponsordocumentnumber	n/a	pt_BR
dc.description.abstractpt	Este trabalho tem como objetivo investigar a transmissão segura de informações a partir dos fundamentos da Mecânica Quântica, utilizando um jogo didático baseado no protocolo BB84, propondo uma abordagem que favoreça sua compreensão no contexto do ensino de Física no Ensino Médio. A pesquisa fundamenta-se na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, na perspectiva sociocultural de Lev Vygotsky e na concepção dialógica de Paulo Freire, considerando a valorização dos conhecimentos prévios, da interação social e da construção crítica do conhecimento como elementos centrais do processo de ensino-aprendizagem. Inicialmente, são apresentados elementos da Teoria da Informação e princípios quânticos relacionados à medição e à escolha de bases. Como metodologia, desenvolveu-se um jogo educativo baseado no uso de macrobits, que simula o processo de distribuição de chaves quânticas, incluindo a preparação, a transmissão e a medição de estados. A proposta foi aplicada a uma turma experimental e comparada a uma abordagem tradicional, por meio de pré e pós-testes e registros observacionais. Os resultados indicam maior engajamento, participação e compreensão conceitual dos alunos que participaram da atividade lúdica, evidenciando o potencial do jogo didático para favorecer a aprendizagem dos conceitos envolvidos. Conclui-se que a utilização de modelos didáticos inspirados na Mecânica Quântica, fundamentados nos pressupostos de Ausubel, Vygotsky e Freire, contribui para a aprendizagem significativa de temas contemporâneos da Física, favorecendo a construção colaborativa do conhecimento, o desenvolvimento da autonomia dos estudantes e a aproximação entre conceitos abstratos e experiências concretas.	pt_BR
dc.subject.pt	Ensino de Física	pt_BR
dc.subject.pt	Criptografia quântica	pt_BR
dc.subject.pt	Macrobits	pt_BR
dc.subject.pt	Segurança da Informação	pt_BR
dc.subject.pt	Computação quântica	pt_BR
dc.subject.pt	Mecânica Quântica	pt_BR
dc.subject.pt	Protocolo BB84	pt_BR