Scienza

Prima trasmissione quantistica Terra-spazio via satellite: “Dati più sicuri”

Un risultato che parla italiano. Il test, pubblicato sulla rivista Physical Review Letters è, infatti, frutto della collaborazione tra il Dipartimento di ingegneria dell’informazione dell’Università di Padova e il Centro di geodesia spaziale di Matera dell’Agenzia spaziale italiana (Asi)

La meccanica quantistica – uno dei due pilastri, insieme alla Relatività generale di Einstein, su cui si fonda la nostra conoscenza della natura – ci ha regalato il web e i dispositivi elettronici di cui è sempre più difficile fare a meno. In futuro, però, potrebbe darci anche la possibilità di trasmettere dati in assoluta sicurezza, a prova di hacker, cavalcando i fotoni, le particelle elementari della luce. Quel futuro, forse, è già qui. Per la prima volta al mondo è stata eseguita con successo una trasmissione dati quantistica attraverso un satellite, sulla distanza record di 1.700 chilometri.

Un risultato che parla italiano. Il test, pubblicato sulla rivista Physical Review Letters è, infatti, frutto della collaborazione tra il Dipartimento di ingegneria dell’informazione dell’Università di Padova e il Centro di geodesia spaziale di Matera dell’Agenzia spaziale italiana (Asi). “Questi studi rispondono alla richiesta, sempre più crescente nella società, di scambiare informazioni in modo sicuro, soprattutto a seguito dei massicci attacchi alla privacy degli ultimi anni”, spiega Paolo Villoresi, docente di fisica sperimentale all’Università di Padova e coordinatore del team di ricerca. I dati sono stati impacchettati in particelle di luce e inviati al satellite “Lares”, lanciato dall’Asi nel 2012 e la cui superficie è ricoperta di specchi. Una volta raggiunti dal fascio luminoso, gli specchi lo hanno riflesso verso la stazione ricevente a Terra. Un passo decisivo verso un futuro basato su comunicazioni quantistiche, impossibili da intercettare. Cercare di catturarle significherebbe, infatti, automaticamente, distruggerle.

“I metodi utilizzati finora – riflette Villoresi – basano la loro sicurezza su complessi algoritmi matematici. In questo modo, però, sia il trasmettitore che il ricevente del messaggio devono essere già in possesso della chiave che permetta loro di codificare i messaggi, e di decifrarli. La crittografia quantistica, invece – spiega lo studioso italiano -, è l’unica tecnica che consente di scambiare una chiave crittografica sicura e privata a distanza, senza la necessità di accesso fisico al trasmettitore, o al ricevitore”.

Una tecnologia che si basa sulle tante bizzarrie che governano il mondo dell’infinitamente piccolo, come la possibilità per le particelle di esistere contemporaneamente in due luoghi differenti, con una sorta di correlazione a distanza, o di compiere simultaneamente percorsi diversi. Proprietà che potrebbero un giorno portare a una nuova rivoluzione digitale, con la nascita di computer di nuova concezione, i cosiddetti pc quantistici, con capacità di calcolo inimmaginabili se confrontate agli attuali computer, tali da permettere, ad esempio, di contare le stelle dell’universo in appena qualche ora.

I dispositivi commerciali esistenti erano finora riusciti a effettuare solo collegamenti limitati, fino a un massimo di 200 chilometri, ed erano basati su fibra ottica. L’esperimento italiano è, invece, riuscito a realizzare per la prima volta una trasmissione lungo un canale tra lo spazio e la Terra, con enormi ricadute sulla tecnologia delle comunicazioni satellitari. In un futuro non troppo lontano, infatti, la stessa Stazione spaziale internazionale (Iss) potrebbe trasformarsi in una sorta di “hub” per le trasmissioni quantistiche. “L’interesse è, infatti, rappresentato non solo dalla segretezza dell’informazione, ma anche dalla sua autenticità – sottolinea Villoresi -. Basti pensare, ad esempio, al nuovo sistema satellitare europeo Galileo, che presto estenderà le possibilità che ora sono offerte dal Global positioning system (Gps) americano. Oppure, in un ambito completamente diverso, alle operazioni finanziarie, nelle quali – conclude lo scienziato – è essenziale certificare l’istante esatto in cui avvengono”.

L’Abstract dello studio su Physical Review Letters

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