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La corsa ai satelliti quantistici

Verso la prima rete globale per comunicazioni super-sicure

11 marzo, 09:55
Rappresentazione grafica di un esempio di comunicazione quantistica dalla Stazione Spaziale Internazionale a due stazioni a Terra (fonte: ESA) Rappresentazione grafica di un esempio di comunicazione quantistica dalla Stazione Spaziale Internazionale a due stazioni a Terra (fonte: ESA)

È in atto una 'corsa' ai satelliti quantistici ed il suo obiettivo è creare la prima rete globale di comunicazione  capace di garantire una sicurezza dei dati senza precedenti. Ne parlano i fisici Thomas Jennewein e Brendon Higgins, dell'università candese di Waterloo, in un'edizione speciale della rivista Physics World.
Il campo della comunicazione quantistica ha ricevuto notevole attenzione negli ultimi anni in seguito alla scoperta della crittografia quantistica. Questo sistema di protezione dei dati sfrutta la proprietà che per la quale le particelle possono esistere contemporaneamente in due stati diversi. E', per esempio, il caso delle particelle di luce (fotoni), che possono essere polarizzati sia verticalmente sia orizzontalmente. La crittografia quantistica permette così di creare messaggi impossibili da decriptare: nel momento in cui qualcuno cercasse di misurare lo stato della particella, questa cambierebbe immediatamente stato, impedendo la decifrazione del messaggio e nello stesso sempo segnalando il tentativo di intercettazione.
Grazie a queste proprietà la crittografia quantistica sta attirando l'attenzione di aziende, governi e banche, ma la strada per trasformarla in realtà è ancora lunga. Ad esempio, la trasmissione di questi messaggi in codice per lunghe distanze rimane ancora una sfida importante perché l'intensità dei segnali tende a indebolirsi durante il viaggio, dal momento che i fotoni vengono assorbiti o dispersi dalle altre molecole durante il percorso. Finora la maggiore distanza alla quale sono stati spediti messaggi di questo tipo è stata poche centinaia di chilometri, che realisticamente consente la comunicazione tra uno o due città. C'è un luogo, tuttavia, dove la dispersione dei fotoni sembra non accadere ed è lo spazio vuoto.
Un segnale che viaggia da una stazione sulla Terra verso un satellite trascorrerebbe la maggior parte del suo tempo nel vuoto dello spazio - piuttosto che nell'atmosfera terrestre, che è ricca di molecole di gas - in modo che il segnale potrebbe viaggiare molto più lontano senza cedere. Un satellite in orbita a circa 32.000 chilometri dalla Terra agirebbe come una sorta di staffetta tra due stazioni di terra in modo da permettere di stabilire un collegamento sicuro attraverso la condivisione di una chiave di crittografia in fotoni. ''Con la prospettiva di ottenere comunicazioni quantistiche su scala globale - scrivono i due fisici, Jennewein e Higgins - i prossimi anni saranno sicuramente entusiasmanti per la ricerca quantistica''.
 

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