All’Università dell’Aquila è stata portata a termine una pionieristica sperimentazione utilizzando stati quantistici multidimensionali attraverso innovative fibre ottiche multi-core.
Questo importante passo avanti, frutto dell’impegno congiunto delle Università di Firenze e dell’Aquila, della Technical University of Denmark, dell’Istituto Nazionale di Ottica del CNR e di QTI – Quantum Telecommunications Italy, è stato reso possibile all’interno del laboratorio di ottica e fotonica di Incipict.
Quest’ultimo rappresenta un unicum a livello mondiale per quanto riguarda la disponibilità di fibre di questo tipo in un contesto urbano. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista Nature Communications.
L’avvento dell’Internet quantistico rappresenta una rivoluzione per il settore delle telecomunicazioni, promettendo una sicurezza e un’efficienza senza precedenti nel trasferimento di informazioni, grazie all’applicazione dei principi della meccanica quantistica. Nonostante ciò, la sua realizzazione su vasta scala incontra ancora notevoli sfide tecniche e di scalabilità.
La tecnologia del Quantum Key Distribution (QKD), in particolare, promette una sicurezza impareggiabile nella trasmissione dati, suscitando l’interesse crescente delle aziende. Tuttavia, affinché l’Internet quantistico diventi realtà su larga scala, è necessario incrementare la velocità di generazione delle chiavi crittografiche, attualmente inferiore rispetto ai sistemi di telecomunicazione convenzionali, specialmente quelli basati su fibra ottica.
Il gruppo di ricerca, guidato da esperti delle università di Firenze, dell’Aquila, dell’Istituto Nazionale di Ottica, della Technical University of Denmark e di QTI – Quantum Telecommunications Italy, ha pubblicato i risultati del loro lavoro su Nature Communications. Hanno sviluppato un metodo di comunicazione quantistica che raddoppia la velocità di generazione delle chiavi crittografiche grazie all’uso di stati quantistici multidimensionali su fibre ottiche multi-core, dimostrando l’efficacia di questa tecnologia in un ambiente urbano come L’Aquila.
Davide Bacco, ricercatore all’Università di Firenze, ha paragonato l’attuale velocità di generazione delle chiavi crittografiche dei sistemi commerciali di QKD ai vecchi modem 56k, sottolineando come la lentezza limiti l’adozione e lo sviluppo di nuove applicazioni. Al contrario degli attuali sistemi basati su qubit, che possono rappresentare solo due stati, gli stati quantistici multidimensionali offrono una gamma molto più ampia di valori, incrementando significativamente l’efficienza nella creazione delle chiavi.
Alessandro Zavatta, del CNR-Ino, ha illustrato il potenziale di questa tecnologia, paragonandola al passaggio da una visualizzazione in bianco e nero a una a colori, pur sottolineando che la generazione, trasmissione e misura di questi stati multidimensionali presentano ancora sfide tecnologiche da superare.
L’infrastruttura unica di L’Aquila, nata in seguito al terremoto del 2009 e ora teatro di questa sperimentazione, grazie all’installazione di fibre ottiche multi-core di ultima generazione, ha permesso di raggiungere un tasso di trasmissione di chiave sicura di 51.5 kbps su una distanza di 52 km, il doppio rispetto ai sistemi basati su qubit.
Tommaso Occhipinti, CEO di QTI, ha evidenziato l’importanza di questi risultati per l’espansione commerciale dell’Internet quantistico, anticipando un futuro in cui un numero maggiore di utenti potrà beneficiare di questa tecnologia avanzata, grazie all’aumento della velocità di generazione delle chiavi crittografiche.
