Internet quantistica: la rete del futuro è più vicina

Roma, 28 feb – Collegamenti via internet ultra sicuri e istantanei potrebbero rappresentare il prossimo futuro della rete. Un salto tecnologico paragonato al passaggio epocale tra la tradizionale lettera cartacea e l’email. Non stiamo parlando  di fantascienza, ma di una possibilità reale su cui ricercatori di tutto il mondo stanno compiendo da anni ricerche ed esperimenti. Un passo in avanti fondamentale per creare l’internet del nuovo millennio e per i nuovi sistemi di comunicazione è stato compiuto grazie ad una collaborazione tra Accademia Cinese delle Scienze, l’Università di Vienna e l’Accademia Austriaca delle Scienze. Nel 2016 è stata portato a termine con successo il primo esperimento di comunicazione quantistica di informazione. Due gli aspetti più importanti da sottolineare. Il primo riguarda la velocità di trasmissione che grazie al fenomeno dell’entanglement, il cosiddetto teletrasporto quantistico, ha permesso a un’informazione  di essere trasmessa istantaneamente tra i due istituti di ricerca: uno a Vienna e l’altro a Pechino. Il secondo aspetto, non meno importante, riguarda la sicurezza del sistema crittografico. Le trasmissioni quantistiche, per loro stessa natura non possono infatti essere decodificate e le due chiavi crittografiche risultano inviolabili per chiunque tentasse di intercettarle.
I primi esperimenti in questa direzione furono condotti a partire dal 1984 da Charles Bennett, informatico dell’IBM e dal suo collaboratore Gilles Brassard, dell’Università di Montreal. A loro si deve la creazione del sistema QKD (quantum key distribution) che rappresenta una delle chiavi crittografiche attualmente utilizzata da organizzazioni finanziarie o governative. Questo stesso sistema ha protetto per oltre dieci anni i risultati delle elezioni svizzere. In tempi i cui la sicurezza informatica rappresenta uno dei nodi chiavi delle attuali reti informatiche e anche uno dei suoi anelli deboli, l’esperimento cinese è un passo avanti verso la realizzazione di un internet ultra sicura.
È a partire dagli anni novanta che i fisici hanno approfondito gli studi teorici sul fenomeno dell’entanglement e in tempi più recenti hanno condotto esperimenti pratici per la realizzazione delle reti quantistiche. L’entanglement che Einstein definì come una fantasmatica azione a distanza tra due particelle prevede infatti una comunicazione istantanea tra particelle gemelle collegate tra loro. Un esperimento mentale condotto dal fisico Luming Duan dell’università americana del Michigan e dell’università cinese Tsinghua dimostra le stranezze del mondo quantistico. In un casinò tradizionale gli eventi che accadono sulla ruota di una roulette non hanno effetti sugli altri tavoli e ognuno dei 37 numeri presenti sulla ruota ha la stessa probabilità di uscita con una percentuale teorica di ritorno al giocatore che è sempre pari al 97,3%. Gli ipotetici giocatori di un casinò quantistico, invece, si troveranno alle prese con gli imprevedibili effetti dell’entanglement cosicché se in una roulette una pallina finisce sul rosso quella del tavolo successivo finirà sul numero nero, complicando non poco la vita dei giocatori.
L’esperimento cinese condotto grazie al satellite Micius è il primo passo concreto verso una sperimentazione di reti quantistiche, ma di certo non l’unico. Un gruppo di ricerca di Deft, nei Paesi Bassi, sta portando avanti una rete di connessione quantistica che collegherà, entro il 2020, quattro città olandesi, mentre il progetto Quantum Internet Alliance si propone l’obiettivo di estendere su scala europea l’esperimento olandese. La potenza di calcolo di sistemi quantistici collegati tra loro aprirà nuovi scenari nell’ambito dell’astronomia dove le reti quantistiche potrebbero collegare tra loro telescopi ottici distanti migliaia di chilometri con un balzo in avanti in termini di risoluzione. A dimostrazione che le applicazioni delle nuove reti di comunicazione potrebbero rivoluzionare davvero la nostra comprensione del mondo che ci circonda grazie a super computer capaci di sviluppare una potenza di calcolo inimmaginabile per i tradizionali sistemi a di elaborazione.
Manuela Muroni