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Telefonini inviolabili grazie alla fisica quantistica

Telefonini inviolabili grazie alla fisica quantistica
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Telefonini impossibili da craccare. Potrebbero essere presto una realtà, grazie alla casualità della fisica quantistica che ha già permesso di creare il chip più sicuro in assoluto.

Le innovazioni che riveliamo in quest'episodio di Futuris sono state rese possibili dall'iniziativa Quantum Flagship. E promettono una rivoluzione nella nostra vita digitale.

I principi della fisica quantistica danno le vertigini: un'entità può essere due cose allo stesso tempo (onda o particella), la possibilità del teletrasporto, particelle distanti che "comunicano" tra loro in tempo reale...

"I quanti possono essere molte cose diverse. Al di fuori dalla fisica sono considerati cose strane, bislacche", ammette il fisico Rob Thew dell'università di Ginevra. La sua definizione di "quanto" è "un singolo oggetto, un singolo fotone, una singola particella di luce".

La capacità dei ricercatori di controllare e manipolare questi "oggetti" è cresciuta in modo fenomenale negli ultimi 20 anni, al punto da produrre tecnologie inimmaginabili in passato.

Tra queste, i generatori di numeri causali quantistici, che utilizzano la perfetta casualità degli oggetti quantistici per generare numeri perfettamente casuali.

In questo modo è possibile creare codici criptati che nessun hacker potrà mai decrittare.

Computer e hacker

La sicurezza informatica si basa sulla generazione di numeri casuali, ma le tecnologie convenzionali non sono in grado di generare pura casualità. Questo significa che gli hacker possono prevedere i risultati e abbattere le barriere di sicurezza.

Ma la pacchia sta per finire. Hugo Zbindem, fisico quantistico dell'Università di Ginevra, è a capo del progetto QRANGE il cui obiettivo è rendere i generatori di numeri casuali quantistici più piccoli, più veloci e meno costoi, in modo da poterli facilmente integrare in dispositivi digitali di uso quotidiano.

Ci mostra un chip delle dimensioni di frazione della sua falange, che descrive come "generatore di numeri casuali quantistici che genera milioni di bit al secondo e può essere integrato negli smartphone e utilizzato in molte applicazioni".

Questi nuovi chip generano numeri casuali puntando due laser verso due bersagli. Impossibile prevedere quale bersaglio verrà colpito. Questo significa che è assolutamente impossibile da craccare? "Il chip in sé forse - risponde Zbinden -, ma sarà integrato in un sistema più complesso, e possiamo immaginare che ci saranno problemi nell'implementazione. Ma le basi, la fisica, sono impossibili da craccare".

Nel frattempo a Barcellona gli scienziati stanno lavorando sulla tappa successiva, l'"internet quantistica". All'Istituto di scienze fotoniche (Icfo), ci viene mostrato un prototipo di questo nuovo tipo di rete, in cui i messaggi sono inviati via fotoni ed è impossibile intercettare la comunicazione.

L'hardware non è ancora abbastanza robusto, certificato e compatto per poter mettere la tecnologia sul mercato, e ci sono difficoltà nell'invio di messaggi su distanze molto lunghe.

Un'internet ultrasicura

Tuttavia, la scienza della distribuzione a chiave quantistica, in cui due parti si scambiano una chiave segreta generata da un numero casuale quantistico per cifrare e decifrare messaggi, promette bene in termini di creazione di un'internet ultrasicura.

"I vostri dati, per esempio finanziari o sanitari, saranno protetti. Ne beneficieranno molto anche gli ambiti della difesa e della sicurezza, per non parlare della sicurezza delle reti elettriche o dei trasporti", spiega Valerio Pruneri, coordinatore del progetto CiViQ presso Icfo/Icrea.

Ci sono già imprese che sono nate sulla base di questa tecnologia emergente, come ad esempio Quside, cofondata da Carlos Abellán, che sostiene che dobbiamo aspettarci di vedere presto generatori di numeri casuali quantistici dappertutto: "Un esempio è l'integrazione dei chip nella tecnologia di tipo server per la sicurezza nei data centre. Altri esempi vanno dalle automobili connesse alle reti di dispositivi 'internet of things', e anche i telefonini, dove assisteremo poco a poco all'integrazione di queste tecnologie".

Questo processo di ricerca, sviluppo e poi integrazione in dispositivi di uso quotidiano rende la tecnologia quantistica un campo in rapida evoluzione, secondo Rob Thew: "Riuscire a far funzionare qualcosa a livello quantistico nel modo desiderato in laboratorio, poi metterlo in una scatola, portarlo a un potenziale cliente, e infine vendere quella scatola a qualcuno in grado di realizzare un'applicazione che ha un impatto reale sulla vita di tutti i giorni, significa che stiamo avanzando rapidamente, e penso che il potenziale che questa tecnologia sta dimostrando di avere è davvero entusiasmante".

La sicurezza informatica è solo uno dei campi studiati nell'ambito di Quantum Flagship. Fra le tecnologie in via di sviluppo, grandi aspettative ci sono per i computer quantistici.

Quantum Flagship è coordinata da VDI Technologiezentrum GmbH.