Il primo messaggio quantistico via satellite

In futuro i dati potrebbero essere trasferiti in maniera sicura ed inviolabile sfruttando le particelle di luce: un esperimento condotto dall'Università di Padova e dal Centro di geodesia spaziale dell’Agenzia Spaziale Italiana di Matera è riuscito infatti a inviare informazioni protette fino alla distanza di 1.700 chilometri utilizzando un fascio di fotoni “sparato” nello spazio e rispedito in un nanosecondo verso Terra. Un successo che apre la strada a un futuro di telecomunicazioni a prova di hacker e che è valso al gruppo di ricercatori una pubblicazione sulla rivista Physical Review Letters.

Trasmissione quantistica da record

Il lavoro è stato presentato dal presidente dell’ASI Roberto Battiston il quale ha spiegato come sia un atto una sfida tra scienziati di livello mondiale tra chi riesce a comunicare dalla distanza più lunga sfruttando un segnale quantistico: il fatto che l’Italia abbia battuto di misura il precedente record di 144 chilometri, oltretutto con un satellite nello spazio, inorgoglisce immensamente il settore della ricerca.

L’esperimento è frutto di un lavoro durato 12 anni che ha dimostrato la possibilità di scambiare un messaggio inviolato via satellite a distanze mai raggiunte fino ad ora, aprendo così all’ipotesi di un utilizzo globale della comunicazione quantistica nell’ambito della quale, naturalmente, lo spazio costituirebbe un luogo privilegiato. L’utilizzo dei satelliti, infatti, consentirebbe di superare il limite costituito dalla curvatura terrestre: la Stazione Spaziale Internazionale, non a caso, potrebbe essere un dispositivo chiave di smistamento dati.

Il quantum bit

Oggi le informazioni viaggiano via fibra o via onde radio, servendosi dei bit: i bit possono essere memorizzati, copiati e intercettati e non sono ideali alle comunicazioni sicure senza una chiave crittografica conosciuta dai legittimi corrispondenti: chiave che non è detto che non possa essere comunque violata. La comunicazione quantistica si offre come una valida alternativa, utilizzando micro particelle indivisibili che generano impulsi di luce, ossia i fotoni. Il bit viene così sostituito dal quantum bit (qubit) che trasmette dal trasmettitore al ricevitore gli stati quantistici dei singoli fotoni. E se durante questo passaggio un’informazione venisse intercettata, gli stati quantistici verrebbero perturbati e mostrerebbero la traccia di chi ha intercettato. Questo significa protezione e sicurezza assoluti, con un livello irraggiungibile dai sistemi di comunicazioni oggi noti. Insomma, in un futuro non troppo lontano lo scambio di informazioni potrebbe essere realmente a prova di cyber-attacco.

Fascio di fotoni attraverso lo spazio

Al momento non abbiamo in orbita satelliti equipaggiati con trasmettitori e ricevitori quantistici che potevano essere adeguati allo scopo: ecco perché, per effettuare il test, i ricercatori si sono rivolti all’osservatori di geodesia spaziale dell’ASI a Matera dove c’è «la stazione civile di telemetria laser più performante al mondo, capace di effettuare misurazioni a distanza con una precisione dell'ordine di un millimetro» ha spiegato Giuseppe Bianco, direttore del Centro. «Ciò ci ha permesso di dirigere un fascio di fotoni verso un satellite in orbita dotato di retro-riflettori e di registrare il segnale di ritorno mentre viaggiava verso la Terra alla velocità della luce».