La corsa alla creazione di un internet quantistico.

L'Europa sta promuovendo la creazione di una nuova infrastruttura di rete più sicura, basata sulla fisica quantistica, che contribuirebbe a impedire agli hacker di rubare informazioni.

Europa, Cina e Stati Uniti stanno investendo nello sviluppo del calcolo quantistico e di Internet quantistico. Foto: metamorworks — Europa, Cina e Stati Uniti stanno investendo nello sviluppo del calcolo quantistico e di Internet quantistico. Foto: *metamorworks*

Nel maggio 2023, il dottor Benjamin Lanyon dell'Università di Innsbruck, in Austria, ha compiuto una svolta significativa nella creazione di un nuovo tipo di internet. Ha trasmesso informazioni lungo un cavo in fibra ottica di 50 chilometri, utilizzando i principi della fisica quantistica. L'informazione nella fisica quantistica differisce dall'unità di dati binaria memorizzata ed elaborata dai computer, il nucleo dell'odierno World Wide Web. Il mondo della fisica quantistica si concentra sulle proprietà e sulle interazioni di molecole, atomi e particelle ancora più piccole come elettroni e fotoni. I bit quantistici, o qubit, offrono il potenziale per una trasmissione di informazioni più precisa, contribuendo a prevenire il furto di informazioni sulle reti.

Lanyon afferma che la sua ricerca renderà possibile l'internet quantistico all'interno delle città, con l'obiettivo di estenderne poi la portata alle aree interurbane. La sua scoperta fa parte di un progetto di ricerca dell'Unione Europea (UE) volto a compiere progressi verso un internet quantistico. Denominato Quantum Internet Alliance (QIA), il progetto riunisce numerosi istituti di ricerca e aziende in tutta Europa. Secondo Phys.org , il QIA ha ricevuto 25,5 milioni di dollari di finanziamenti UE per 3 anni e mezzo, fino alla fine di marzo 2026.

"Internet quantistico non sostituirà internet convenzionale, ma si integrerà con esso", ha affermato Stephanie Wehner, professoressa di informazione quantistica presso l'Università di Tecnologia di Delft nei Paesi Bassi e coordinatrice della QIA.

Un concetto chiave della fisica quantistica è l'entanglement quantistico. Se due particelle sono entangled, non importa quanto distanti nello spazio, possiederanno proprietà simili. Ad esempio, entrambe avranno lo stesso "spin", che indica la direzione del momento angolare intrinseco di una particella fondamentale. Lo stato di spin di una particella non è chiaro finché non viene osservato. Prima di allora, le particelle esistono in vari stati chiamati sovrapposizioni. Ma una volta osservate, lo stato di entrambe le particelle è chiaramente definito.

Questo è molto utile nelle comunicazioni sicure. Chiunque intercetti segretamente le trasmissioni di dati quantistici lascerà una traccia evidente, alterando lo stato delle particelle osservate. "Possiamo sfruttare le proprietà dell'entanglement quantistico per garantire la sicurezza delle comunicazioni anche se l'attaccante possiede un computer quantistico", spiega Wehner.

Le capacità di comunicazione sicura rese possibili da Internet quantistico potrebbero aprire la strada a una gamma di applicazioni molto più ampia rispetto alle reti Internet tradizionali. Ad esempio, in medicina, l'entanglement quantistico consente la sincronizzazione degli orologi e un miglioramento della chirurgia a distanza. In astronomia, i telescopi che effettuano osservazioni a distanza potrebbero "utilizzare Internet quantistico per creare entanglement tra i sensori, fornendo immagini del cielo di qualità nettamente superiore", ha affermato Wehner.

La sfida attuale è quella di estendere l'internet quantistico per utilizzare più particelle su lunghe distanze. Lanyon et al. hanno anche dimostrato la comunicazione non solo tra singole particelle, ma anche tra fasci di particelle (in questo caso, fotoni), aumentando i tassi di entanglement tra i nodi quantistici. L'obiettivo finale è quello di estendere i nodi quantistici su distanze maggiori, possibilmente 500 km, creando una sorta di internet quantistico in grado di connettere città distanti, in modo simile alle reti internet tradizionali.

Oltre all'Europa, anche la Cina e gli Stati Uniti hanno compiuto progressi significativi nel campo dell'informatica quantistica e di Internet quantistico negli ultimi anni. L'Europa si sta spingendo oltre, sviluppando infrastrutture integrate spaziali e terrestri per comunicazioni sicure, una componente fondamentale di Internet quantistico.

An Khang (secondo Phys.org )

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