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In Cina, il primo passo verso una rete internet quantistica

By   /  23 gennaio 2018  /  No Comments

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Abbiamo appena compiuto il primo passo verso una rete internet quantistica globale, con dati che viaggiano alla velocità della luce e in modo ultrasicuro. Più precisamente, la prova generale per la rete che si basa su connessioni in fibra ottica e satellitari, sfruttando le leggi che governano il mondo dell’infinitamente piccolo, è stata fatta in Cina. La dimostrazione della fattibilità concreta di un collegamento internet globale più sicuro di sempre è arrivata dagli esperimenti pubblicati su Physical Review Letters e condotti con l’aiuto dei satelliti dal team di ricercatori dell’Università di scienze e tecnologia della Cina, coordinato da Chao-Yang Lu. “La rete quantistica permetterà di aumentare la sicurezza dei dati sensibili trasmessi elettronicamente, come quelli finanziari e medici e permetterà di potersi identificare, con una firma elettronica, in maniera non falsificabile, impedendo furti d’identità”, ha precisato all’Ansa Tommaso Calarco, direttore del Centre for Integrated Quantum Science and Technology alle Universities of Ulm and Stuttgart.

Per fare un po’ di chiarezza capiamo prima di tutto perché mai dovremmo aggiungere agli attuali sistemi internet la quantistica. Per esempio, la sicurezza è un elemento fondamentale delle reti, e per questo motivo si usa la crittografia, ovvero messaggi in codice che posso essere letti solo servendosi di una chiave specifica. Ad oggi, la crittografia a chiave pubblica funziona discretamente ma il problema è che può essere violata.

La distribuzione a chiave quantistica, invece, utilizza le proprietà di particelle di luce (i fotoni), come la polarizzazione, fondamentalmente per proteggere le informazioni. Più precisamente, i fotoni sono a prova di furto, perché se qualcuno prova a intercettarli cambiano stato, rivelando in questo modo che è avvenuta una violazione. Ma finora, i segnali quantici su fibra ottica erano limitati a qualche centinaio di chilometri.

Alla base della rete internet quantistica ci sono il sofisticato Micius (utilizzato come ponte per la trasmissione dei dati ultra-sicura), primo satellite cinese sperimentale per le comunicazioni quantistiche, lanciato nel 2016 nell’ambito di un progetto condotto in collaborazione tra l’Accademia cinese delle scienze, l’Università di Vienna e l’Accademia austriaca delle scienze. E le 5 stazioni di Terra del satellite che si trovano a Xinglong, Nanshan, Delingha, Lijiang e in Tibet, a Ngari, che sono state collegate alle reti in fibra ottica metropolitane, di cui fa parte la grande rete tra Pechino e Shanghai, lunga ben 2milachilometri.

mediumLe prove generali che hanno reso possibile questa tecnologia sono state condotte tra giugno e settembre 2017. Il satellite Micius, infatti, è stato sfruttato per connettere due punti sulla Terra (Cina e Europa) per lo scambio di chiavi ad alta sicurezza: in pratica, il satellite ha eseguito correttamente operazioni tra le due chiavi, riuscendo a trasmette il risultato a una delle stazioni di terra. È stata trasmessa un’immagine di (con una dimensione di 5,34 kB) da Pechino a Vienna, e una foto di Schrödinger (con una dimensione di 4,9 kB) da Vienna a Pechino. Inoltre è stata svolta una videoconferenza intercontinentale tra l’Accademia delle scienze cinese e l’Accademia delle scienze austriaca, della durata 75 minuti con una trasmissione dati totale di 2 GB, di cui 560 kbit della chiave quantistica scambiata tra Austria e Cina. Una rete di questo tipo, a livello globale, ha osservato Calarco, in futuro “permetterà anche di connettere computer quantistici che si trovano in luoghi diversi, in modo da moltiplicarne ulteriormente la potenza di calcolo, e di raccogliere e redistribuire dati forniti da sensori quantistici senza rischio di intercettazione”.

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