Nel corso della storia dell’intelligence, la battaglia tra crittografia e decrittografia non finisce mai.
Entrare nella comunicazione quantistica, che sfrutta le leggi della fisica quantistica per proteggere i dati, potrebbe essere la svolta.
Le leggi quantistiche permettono alle particelle, tipicamente fotoni di luce per la trasmissione di dati lungo cavi ottici, di assumere uno stato di sovrapposizione, il che significa che possono rappresentare combinazioni multiple di 1 e 0 contemporaneamente. Le particelle sono conosciute come bit quantistici, o qubit.
La bellezza dei qubit dal punto di vista della sicurezza informatica è che se un hacker cerca di osservarli in transito e di copiarli, il loro stato quantico superfragile “collassa” a 1 o 0. Questo significa che un hacker non può manomettere i qubit senza lasciare un segno rivelatore dell’attività.
In un gigantesco passo tecnologico verso questo fine, gli scienziati cinesi hanno stabilito la prima rete di comunicazione quantistica integrata al mondo, combinando oltre 700 fibre ottiche a terra con due collegamenti terra-satellite per ottenere la distribuzione di chiavi quantistiche su una distanza totale di 4.600 chilometri per gli utenti di tutto il paese, riporta Phys.Org.
Il team, guidato da Jianwei Pan, Yuao Chen e Chengzhi Peng dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina a Hefei, ha riportato su Nature i suoi ultimi progressi verso l’applicazione globale e pratica di una tale rete per le comunicazioni future. A differenza della crittografia convenzionale, la comunicazione quantistica è considerata “inscalfibile” e quindi il futuro del trasferimento sicuro di informazioni per governi, banche, reti elettriche e altri settori.
Negli anni ’80, i ricercatori hanno sviluppato un metodo teorico per generare chiavi sicure usando la meccanica quantistica. Hanno capito che le chiavi sicure potrebbero essere codificate nelle proprietà quantistiche delle singole particelle e scambiate segretamente avanti e indietro. Il vantaggio di questa “distribuzione di chiavi quantistiche”, Qkd, è che la fisica quantistica impone che l’atto stesso di osservare una particella la cambi irreparabilmente, riporta Asia Times.
Così qualsiasi spia che cercasse di intercettare la chiave quantistica potrebbe essere immediatamente individuata dai cambiamenti nelle particelle. Finora, la tecnologia Qkd più comune utilizza fibre ottiche per trasmissioni su diverse centinaia di chilometri, con un’alta stabilità ma una notevole perdita di canale, riporta At.
I materiali nei cavi possono assorbire i fotoni, il che significa che in genere non possono viaggiare per più di qualche decina di chilometri. In una rete classica, i ripetitori in vari punti lungo un cavo sono utilizzati per amplificare il segnale. Le reti Qkd hanno trovato una soluzione simile, creando “nodi fidati” in vari punti. La rete Pechino-Shanghai ne ha 32, per esempio.
In queste stazioni, le chiavi quantistiche sono decriptate in bit e poi ricriptate in un nuovo stato quantistico per il loro viaggio verso il nodo successivo.
Un’altra importante tecnologia Qkd utilizza lo spazio libero tra i satelliti e le stazioni di terra per trasmissioni a livello di migliaia di chilometri. Nel 2016, la Cina ha lanciato il primo satellite di comunicazione quantistica al mondo (Quess, o Mozi/Micius) e ha realizzato Qkd con due stazioni di terra distanti 2.600 km.
Nel 2017, una rete in fibra ottica lunga più di 2.000 km è stata completata per il Qkd tra Pechino e Shanghai. Utilizzando relè di fiducia, la rete in fibra a terra e i collegamenti da satellite a terra sono stati integrati per servire più di 150 utenti industriali in tutta la Cina, tra cui banche statali e locali, reti elettriche comunali e siti web di e-government.
In sostanza, il risultato indica che la tecnologia di comunicazione quantistica può essere utilizzata per future applicazioni pratiche su larga scala. Allo stesso modo, una rete globale di comunicazione quantistica può essere stabilita se le reti quantistiche nazionali di diversi paesi sono combinate, e se le università, le istituzioni e le aziende si uniscono per standardizzare i relativi protocolli.
Luigi Medici
