Il concetto di privacy e di tutela dei dati personali nella società odierna diventa ogni giorno di più un tema delicato che necessita di una soluzione reale e concreta. Con la crescita esponenziale dell’utilizzo di internet e dell’e-commerce è di fondamentale importanza stabilire una rete sicura per la protezione globale dei dati.
Nel tradizionale sistema di crittografia a chiave pubblica, chiunque può cifrare un messaggio usando la chiave pubblica del destinatario, se ne conosce la chiave privata. Gli algoritmi a chiave pubblica si basano sull’intrattabilità computazionale di alcune funzioni matematiche e non richiedono un canale sicuro per lo scambio iniziale di una (o più) chiavi segrete tra le parti, rendendo lo scambio di informazioni non così sicuro.
Come fare quindi per tutelare la trasmissione dei nostri dati personali? In un nuovo studio, pubblicato su Physical Review Letters, un team di scienziati dell’Accademia delle scienze della Cina, guidato dal professor Jian-Wei Pan, sembra aver trovato una risposta, applicando la crittografia quantistica, anche nota come distribuzione quantistica delle chiavi (QKD) – che utilizza particolari proprietà della meccanica quantistica nella fase dello scambio della chiave per evitare che questa possa essere intercettata, garantendo la sicurezza incondizionata tra le due parti in gioco anche se distanti – alla comunicazione satellitare.
In precedenza la distanza nella comunicazione quantistica era limitata a poche centinaia di chilometri, ma oggi, con il collegamento satellitare è possibile connettere due punti remoti sulla Terra con una significativa riduzione nella perdita del segnale.
Dopo dieci anni di lavoro, il team ha sviluppato un sofisticato satellite chiamato Micius, dedicato agli esperimenti quantistici e cinque stazioni di terra sono state realizzate per cooperare con esso. Lanciato nel giugno del 2016 e attualmente in orbita ad un’altitudine di 500 km, Micius ha già permesso agli scienziati di raggiungere gli obiettivi chiave per realizzare una navigazione quantistica intercontinentale protetta.
Il QKD satellitare è stato poi combinato con le reti quantistiche metropolitane dove le fibre sono utilizzate per collegare in modo efficiente e conveniente numerosi utenti all’interno di una città ad una distanza di circa 100km. Di recente il team è riuscito a realizzare la più grande dorsale di comunicazione quantistica in Cina, in grado di collegare Pechino a Shangai con una lunghezza della libra di 2000 km. Il satellite Micius verrà ulteriormente sfruttato come relè per connettere due punti sulla Terra per uno scambio di dati e informazioni di sicurezza, diventando una solida piattaforma per la distribuzione di chiavi quantistiche con diverse stazioni terrestri. Quindi, su richiesta delle stazioni di terra, Micius fungerà da ‘trasmettitore’ attendibile, creando chiavi private e segrete tra Cina ed Europa, tra aree che distano l’una dall’altra 7600 km. Ma c’è da aspettarsi che questo sia solo il primo passo verso una futura corsa quantistica allo a spazio.
Le attività del satellite cinese, infatti, sono il proseguimento delle attività di dimostrazione di fattibilità di comunicazioni quantistiche dallo spazio, avvenute nell’ultimo decennio anche presso il Centro di Geodesia spaziale di Matera grazie ad una collaborazione tra l‘Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e l’Università di Padova.
“Le attività sulle comunicazioni quantistiche a Matera proseguono con l’integrazione all’interno della dorsale quantistica Torino-Matera, in via di sviluppo, nonché con l’aggiornamento del telescopio MLRO per una futura collaborazione con il satellite Micius. Stiamo studiando, nuove tecnologie per la realizzazione di satelliti quantistici di seconda generazione, a prestazioni più elevate”, commenta Daniele Dequal ricercatore ASI presso il Centro di Geodesia spaziale di Matera. “Oltre all’Accademia delle scienze della Cina e all’Agenzia Spaziale Italiana, molti altri attori internazionali si stanno muovendo verso le comunicazioni quantistiche satellitari, grazie al loro potenziale unico per la realizzazione di un futuro quantum internet”.
