Rete quantistica: il primato mondiale cinese

Rete quantistica: il primato mondiale cinese

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di Daniele Burgio, Massimo Leoni e Roberto Sidoli 

La comunicazione quantistica consiste in un metodo di trasmissione delle informazioni (scritti, immagini, ecc.) utilizzando qubit/quantum bit, ossia un'unità di informazione quantistica che può rappresentare simultaneamente zero oppure 1, a differenza dei bit dei computer tradizionali: il processo di computazione e comunicazione di tale genere sfrutta i principi della meccanica quantistica al fine che la comunicazione rimanga segreta e inviolabile rispetto a terzi.

Ora, anche in questo campo importante della praxis tecnoscientifica contemporanea, la Cina rappresenta di gran lunga il numero uno su scala planetaria, come hanno dimostrato sia l'esperimento satellitare sino-russo del dicembre 2023 che la super rete di Internet in via di costruzione a Hefei, in Cina.

Per quanto riguarda il secondo elemento, stiamo parlando di "Una rete internet così avanzata da essere velocissima, altamente sincronizzata a livello temporale e ultrasicura, al punto da rendere praticamente impossibile qualsiasi tentativo di intercettazione o manipolazione dei dati. È quanto sta cercando di prendere forma a Hefei, città di più di quattro milioni di abitanti nella parte orientale della Cina, diventata il palcoscenico della più avanzata rete di comunicazione quantistica mai creata. Come riporta un recente articolo non sottoposto al processo di revisione tra pari pubblicato sulla piattaforma Arxiv, infatti, è proprio in questa città che un gruppo di ricercatori della University of science and technology of China ha implementato per la prima volta una rete quantistica multinodo, composta da tre dispositivi quantistici e un server centrale che si estende su un’area di oltre dieci chilometri, aprendo la strada a un futuro in cui le telecomunicazioni e le trasmissioni di dati sensibili saranno virtualmente inviolabili.

La rete di Hefei presenta alcune similitudini con le tradizionali reti di comunicazione, in quanto utilizza fibre ottiche per la trasmissione di dati. Tuttavia, ciò che la rende rivoluzionaria è il modo in cui i fotoni viaggiano al suo interno: essi attraversano la rete in specifici stati quantistici, che codificano le informazioni in modi unici e altamente protetti. La chiave di questa infrastruttura è il cosiddetto entanglement, una caratteristica unica dei sistemi quantistici che consente di stabilire connessioni strettissime tra le particelle coinvolte, anche se separate da distanze enormi. Una rete di comunicazione progettata in questo modo non solo migliora esponenzialmente la sicurezza nella trasmissione dei dati, ma promette di rivoluzionare anche settori come la crittografia, la telemedicina e le comunicazioni governative. In particolare, in questo esperimento, i ricercatori hanno ottenuto l'entanglement tra due nodi distanti 12,5 chilometri, e questa connessione è rimasta intatta anche dopo che i dati hanno viaggiato avanti e indietro tra i due nodi stessi. Inoltre, sono stati creati legami di entanglement simultaneamente su tre collegamenti diversi, rappresentando, di fatto, quanto di più vicino esista a una rete internet quantistica altamente sicura”.[1]

Finora uno dei limiti della rete quantistica era il ristretto range, di circa 1000 chilometri nella trasmissione dei dati e delle informazioni, almeno fino alla metà del 2023: barriera tuttavia superata di quasi quattro volte alla fine del 2023 da parte di Cina e Russia.

"In un significativo passo avanti per la comunicazione quantistica, scienziati provenienti da Russia e Cina hanno dimostrato con successo la trasmissione di informazioni quantistiche tramite comunicazione satellitare. Questa innovazione arriva a seguito dei recenti successi nella comunicazione quantistica tramite fibra ottica sottomarina.

L’esperimento ha utilizzato il satellite quantistico cinese, noto come “Mozi”, che è stato in orbita dal 2016 ed è principalmente gestito dall’Accademia Cinese delle Scienze. La collaborazione tra scienziati russi e cinesi è iniziata nel 2020, portando a un esperimento completo di comunicazione quantistica nel marzo 2023. Il test ha coinvolto la distribuzione di messaggi crittografati tra due stazioni a terra, sfruttando le chiavi di crittografia del satellite Mozi.

Contrariamente alle aspettative sensazionalistiche, i messaggi codificati utilizzati nel test erano relativamente innocui, mostrando una citazione del filosofo cinese Mozi e un’equazione del fisico sovietico Lev Landau. Il recente test di comunicazione quantistica “a ciclo completo” del 14 dicembre 2023 ha anche coinvolto la trasmissione di immagini codificate con chiavi quantistiche.

La comunicazione quantistica, che utilizza “qubit” invece dei tradizionali “bit”, ha un enorme potenziale per la trasmissione sicura dei dati. I qubit sono altamente vulnerabili alle interferenze esterne, rendendo più facile rilevare eventuali intercettazioni o manomissioni. Sfruttando i principi della meccanica quantistica, queste comunicazioni rimangono irrompibili senza essere rilevate.

Sebbene il range efefctivo delle tecnologie di trasmissione dei qubit sia attualmente limitato a circa 1.000 chilometri a causa della perdita di fotoni, i progressi nella comunicazione satellitare hanno esteso notevolmente questo range. Il recente test di successo ha coperto una distanza di oltre 3.800 chilometri, dimostrando che le reti internazionali di comunicazione quantistica sono nell’ambito delle possibilità.

Sebbene i risultati ottenuti siano dirompenti, l’applicazione pratica della comunicazione quantistica per consumatori, aziende e governi è ancora lontana. Le limitazioni dei computer quantistici e le debolezze del range nelle tecnologie attuali ostacolano una diffusa adozione. Tuttavia, questi progressi aprono la strada a futuri sviluppi e aprono possibilità di reti di comunicazione quantistica collaborative tra i paesi.

Alexey Fedorov dell’Università Nazionale delle Scienze e della Tecnologia della Russia e del Russian Quantum Center sottolinea l’utilizzo potenziale delle reti di comunicazione quantistica per la ricerca scientifica. Sebbene l’implementazione diffusa possa richiedere tempo, Fedorov esprime l’interesse del settore finanziario russo e accenna alla possibilità di una rete di comunicazione quantistica tra le nazioni dei BRICS in futuro”.[2]

La Cina e i BRICS plus stanno dunque sviluppandosi in ogni settore, indebolendo pertanto oggettivamente il decadente imperialismo occidentale.

[1] "Come funziona la più avanzata rete quantistica del mondo" ,25 settembre 2023, in wired.it.

[2] "Russia e Cina dimostrano con successo la comunicazione quantistica tramite satellite ", 4 gennaio 2024, in isp.today

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