Nuovi orizzonti per internet quantistico : trasmessi messaggi quantistici su 250 km di fibra ottica commerciale.
Questa settimana Nature ha pubblicato un risultato rivoluzionario per il futuro delle comunicazioni sicure: un team di ricercatori, guidato da Mirko Pittaluga, ha dimostrato la possibilità di inviare messaggi quantistici coerenti attraverso una rete di telecomunicazioni esistente in Germania, coprendo una distanza record di 254 chilometri.
Si tratta del primo caso noto in cui comunicazioni quantistiche sono state effettuate con successo utilizzando un’infrastruttura commerciale già in funzione, senza necessità di speciali condizioni come il raffreddamento criogenico.
Comunicazioni quantistiche: verso un internet ultra-sicuro
Le reti quantistiche sono uno degli sviluppi più promettenti della fisica contemporanea. Basandosi su proprietà fondamentali della meccanica quantistica, come l’entanglement e la coerenza delle onde luminose, esse possono rendere possibili comunicazioni teoricamente inviolabili.
Tra le applicazioni più note troviamo la distribuzione quantistica delle chiavi crittografiche (Quantum Key Distribution, QKD), che permette di scambiare informazioni sensibili in modo completamente sicuro, immune agli attacchi informatici tradizionali.
La sfida: scalabilità e condizioni operative
Fino a oggi, uno degli ostacoli principali alla diffusione delle comunicazioni quantistiche era la necessità di apparecchiature specializzate, come ad esempio dispositivi a temperatura criogenica, difficili da integrare su vasta scala.
La difficoltà di operare in condizioni reali aveva relegato le reti quantistiche a esperimenti controllati, lontani dalle applicazioni pratiche quotidiane.
L’innovazione : comunicazioni quantistiche su fibra ottica commerciale
Il sistema sviluppato dal team di Pittaluga introduce un approccio innovativo, denominato twin-field quantum key distribution basato sulla coerenza.
Questa tecnica sfrutta la coerenza delle onde luminose — cioè la loro capacità di mantenere una relazione prevedibile — per trasmettere informazioni quantistiche su lunghe distanze attraverso normali cavi in fibra ottica.
Nello specifico, i ricercatori hanno implementato il sistema su una rete che collega tre centri dati in Germania, situati a Francoforte, Kehl e Kirchfeld. Utilizzando l’infrastruttura di telecomunicazione già esistente, senza modifiche radicali e senza bisogno di criogenia, sono riusciti a stabilire una comunicazione quantistica sicura su un totale di 254 chilometri di fibra commerciale.
Secondo gli autori, questo rappresenta un nuovo record mondiale per la distribuzione quantistica pratica in condizioni operative reali.
Una tecnologia che guarda alla sostenibilità
Oltre a migliorare la sicurezza delle comunicazioni, il sistema sviluppato da Pittaluga e colleghi contribuisce anche alla sostenibilità tecnologica. Evitando l’uso di sistemi di raffreddamento criogenico, si riducono sensibilmente i costi energetici e ambientali. Questo aspetto rende le comunicazioni quantistiche non solo più accessibili ma anche più compatibili con le sfide attuali di risparmio energetico e riduzione dell’impatto ambientale, due temi fondamentali anche in una visione etica e responsabile della scienza e della tecnologia.
Le implicazioni : un passo concreto verso il futuro
Questa dimostrazione pratica apre prospettive entusiasmanti.
La possibilità di integrare comunicazioni quantistiche con le infrastrutture di telecomunicazione attuali potrebbe accelerare enormemente la creazione di un vero internet quantistico globale, rendendo le comunicazioni più sicure e resilienti.
Senza la necessità di apparecchiature costose e difficili da mantenere, le reti quantistiche potranno diventare molto più accessibili e scalabili.
Inoltre, dal punto di vista scientifico e filosofico, il risultato sottolinea ancora una volta come le leggi profonde della natura, descritte dalla meccanica quantistica, possano tradursi in applicazioni concrete che migliorano la vita quotidiana, mostrando l’intreccio sempre più stretto tra ricerca fondamentale, tecnologia e società.
Conclusione
Il successo delle comunicazioni quantistiche a lunga distanza sulla rete commerciale in Germania rappresenta un passo storico nel cammino verso una nuova era delle telecomunicazioni.
In un mondo in cui la sicurezza delle informazioni è sempre più cruciale, i progressi della fisica quantistica si confermano ancora una volta strumenti preziosi al servizio dell’umanità, capaci di unire ricerca scientifica, innovazione tecnologica e valori fondamentali come la protezione della privacy e della comunicazione.
Fonte articolo Nature : Long distance coherent quantum communications in deployed telecom networks.
