domenica, Settembre 19, 2021
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Internet quantistica, collegate due città a 500 chilometri

È appena stato stabilito un “collegamento quantistico sicuro” tra due città cinesi distanti oltre 500 chilometri, senza necessità di una crittografia intermedia. Più vicino lo sviluppo di una rete internet quantistica ne scrive su Wired.it il giornalista scientifico Sandro Iannaccone

Un nuovo passo avanti nello sviluppo della rete internet quantistica del futuro che dovrebbe garantire comunicazioni ultrasicure, connessioni velocissime e precise sincronizzazioni temporali. Una Rivoluzione che potrebbe cambiare radicalmente il nostro modo di comunicare. 

In questa prospettiva  un’équipe di scienziati cinesi è riuscita a stabilire una connessione quantistica sicura tra due città cinesi distanti tra loro 511 chilometri senza la necessità di un intermediario crittografato nel mezzo. I dettagli sono stati pubblicati sulla rivista Nature Photonics.

Il concetto chiave dello sviluppo di una rete internet quantistica sta nel fenomeno dell’entanglement, o correlazione quantistica, secondo il quale due o più particelle (quantistiche) siano legate intrinsecamente tra loro in modo tale che ogni operazione di misura che si effettua su una di esse si riflette istantaneamente sull’altra, o sulle altre.

Immaginiamo per esempio di avere due fotoni quantisticamente correlati: misurando lo stato di uno di essi, è possibile dedurre (e modificare) anche lo stato dell’altro, indipendentemente dalla distanza che li separa. Questo meccanismo, tra le altre cose, è alla base della crittografia quantistica: le particelle entangled possono essere usate per creare chiavi segrete con cui decodificare le informazioni, con la certezza che qualsiasi tentativo indebito di accesso o manomissione dei dati sensibili porterebbe alla distruzione irreparabile degli stessi.

Studi precedenti avevano mostrato come fosse possibile creare una coppia di fotoni entangled e trasmetterne uno dei due a un ricevitore, creando di fatto un collegamento basato su una chiave quantistica.

Nell’esperimento di oggi, l’équipe di Qiang Zhang, della University of Science and Technology of China, ha esteso la distanza massima di un collegamento di questo tipo usando un cavo e un punto intermedio che non legge i dati, ma ne controlla soltanto l’integrità rispetto al momento in cui sono stati inviati.

Ma come funziona questo tipo di collegamenti? Ai capi di un cavo in fibra ottica sono posti dei laser, che inviano due fasci di fotoni l’uno contro l’altro. Quando due fotoni dei due fasci sono in fase (ossia quando i picchi delle relative onde luminose sono allineati) e si incontrano nel punto intermedio, questo “avvisa” sia il mittente che il destinatario che i segnali coincidono e questi si scambiano la chiave quantistica: in questo modo l’hub centrale non conosce il contenuto del messaggio, ma soltanto se e quando i due segnali corrispondono.

Un esperimento condotto di recente a Cambridge, nel Regno Unito, era già riuscito a mostrare il funzionamento di questo sistema su una distanza maggiore di 600 km, ma in quel caso tutto era avvenuto in laboratorio; stavolta, invece, il collegamento è avvenuto a 511 km reali, tra le città di Jinan e Qingdao.

 “In laboratorio si ha un ambiente controllato, con un condizionatore d’aria che mantiene stabile la temperatura -commentano gli scienziati cinesi- Nel mondo reale è più difficile, dato che con il cambiare della temperatura può cambiare anche la fase dei fotoni”. Il prossimo passo sarà raggiungere la distanza di 1.000 chilometri.

Foto dimensioninuove.org

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