Il recap
In questa puntata approfondiamo la Quantum Communication, tema emerso nelle domande della puntata sulla sicurezza. La crittografia post-quantum protegge i dati con la matematica, la QKD li protegge con la fisica: non sono alternative, sono complementari. Partiamo dal protocollo BB84, il primo protocollo di distribuzione quantistica delle chiavi, inventato nel 1984 da Bennett e Brassard — un decennio prima del web. Analizziamo poi lo stato dell'arte delle reti QKD nel mondo, dalla rete Pechino-Shanghai al satellite Micius, fino al progetto europeo EuroQCI che punta a una rete paneuropea operativa entro il 2030.
I concetti chiave
- QKD (Quantum Key Distribution): distribuzione di chiavi crittografiche usando singoli fotoni, con sicurezza garantita dalle leggi della fisica
- Protocollo BB84 (Bennett & Brassard, 1984): il primo protocollo QKD, basato sulla polarizzazione dei fotoni e sul principio di indeterminazione di Heisenberg
- Teorema del no-cloning: è impossibile copiare uno stato quantistico sconosciuto senza alterarlo — fondamento fisico della sicurezza QKD
- Reti QKD nel mondo: la rete Pechino-Shanghai (2.000+ km), il satellite Micius per QKD intercontinentale Cina-Austria, le reti pilota europee
- Internet Quantistico: non un internet più veloce, ma un livello separato per trasmettere stati quantistici tramite distribuzione di entanglement
- Teletrasporto quantistico: trasferimento di stati quantistici (non informazione classica) tra nodi della rete
- EuroQCI: infrastruttura europea di comunicazione quantistica — componente terrestre (fibra ottica) e spaziale (programma IRIS²)
- Complementarità PQC e QKD: la crittografia post-quantum è software, la QKD è hardware — servono entrambe per una difesa completa
Perché conta
La QKD rappresenta un cambio di paradigma nella sicurezza delle comunicazioni: invece di affidarsi alla difficoltà computazionale di un problema matematico, la sicurezza è garantita dalle leggi fondamentali della fisica quantistica. Nessun aumento di potenza di calcolo — nemmeno un computer quantistico — può violare queste leggi. L'Europa, con il progetto EuroQCI, sta investendo per non restare indietro in questa tecnologia strategica, con l'Italia coinvolta attraverso ASI, CNR, Politecnico di Milano e INRIM.
Risorse
Glossario della puntata
QKD (Quantum Key Distribution)
Distribuzione di chiavi crittografiche tramite singoli fotoni. La sicurezza è garantita dalle leggi della fisica quantistica, non dalla complessità matematica.
Protocollo BB84
Primo protocollo QKD, proposto da Charles Bennett e Gilles Brassard nel 1984. Utilizza la polarizzazione dei fotoni su due basi (rettilinea e diagonale) per generare una chiave condivisa sicura.
Teorema del no-cloning
Principio fondamentale della meccanica quantistica: è impossibile creare una copia identica di uno stato quantistico sconosciuto. Garantisce che un intercettatore non possa copiare i fotoni senza essere rilevato.
Polarizzazione del fotone
Direzione di oscillazione del campo elettromagnetico di un fotone. Nel protocollo BB84, vengono usate quattro polarizzazioni su due basi: orizzontale/verticale e diagonale a ±45°.
Internet Quantistico
Rete per la trasmissione di stati quantistici tra nodi remoti, basata sulla distribuzione di entanglement. Non sostituisce Internet classico: lo affianca per applicazioni di sicurezza, calcolo distribuito e sensing.
Teletrasporto quantistico
Protocollo che permette di trasferire uno stato quantistico da un punto a un altro usando entanglement e comunicazione classica. Non trasmette informazione più veloce della luce.
EuroQCI
European Quantum Communication Infrastructure: progetto firmato da tutti i 27 stati UE per costruire una rete di comunicazione quantistica paneuropea, con componente terrestre (fibra) e spaziale (satelliti IRIS²).
Quantum repeater
Dispositivo che estende la portata delle comunicazioni quantistiche oltre il limite della fibra ottica (~100-300 km), usando entanglement swapping. Ancora in fase sperimentale.
