Nuovo Internet quantistico: cos’è e cosa possiamo aspettarci?

Attualmente, è estremamente difficile proteggere i dati: l'internet quantistico promette di rendere sicuri i dati una volta per tutte, di trasferire terabyte in modo rapido e di funzionare sull'infrastruttura già esistente. E l'appuntamento è tra soli 5-10 anni.
L'ingegnere di sviluppo Louise Hoppe controlla un wafer di cristallo con canali di luce fresati da un laser presso l'azienda tecnologica tedesca Trumpf a Ditzingen vicino a Stoccarda, nel sud della Germania, il 30 gennaio 2020. - I canali di luce sono il cuore della costruzione di sensori quantistici. (Immagine: THOMAS KIENZLE/AFP tramite Getty Images)
L'ingegnere di sviluppo Louise Hoppe controlla un wafer di cristallo con canali di luce fresati da un laser presso l'azienda tecnologica tedesca Trumpf a Ditzingen vicino a Stoccarda, nel sud della Germania, il 30 gennaio 2020. - I canali di luce sono il cuore della costruzione di sensori quantistici. (Immagine: THOMAS KIENZLE/AFP tramite Getty Images)

Nel luglio 2020, il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DoE) e l’allora Sottosegretario alla Scienza, Paul Dabbar, hanno annunciato il progetto americano per l’Internet quantistico. Il progetto descrive in dettaglio come gli Stati Uniti stanno affrontando questa tecnologia emergente che promette di ridefinire il modo in cui il mondo comunica e gestisce i dati. 

Da questo annuncio, la nuova generazione di Internet è cresciuta significativamente e si prevede che sarà implementata e ampiamente utilizzata entro i prossimi 5-10 anni.

Questa rete di nuova generazione è stata descritta come “non hackerabile”. Si dice anche che sia in grado di trasferire grandi quantità di dati attraverso una rete a velocità molto, molto più elevate di quelle attualmente possibili. Questo perché sfrutta i fenomeni quantistici noti come entanglement.  

Dati di ‘teletrasporto’

Le reti tradizionali inviano bit – uno e zero – attraverso grandi distanze. Attualmente, sequenze di uno e zero fanno girare il mondo intero. L’internet quantistico invece, teletrasporta i qubit, la versione dei bit del regno quantistico, tra dispositivi quantistici come computer quantistici, processori, ripetitori e interruttori.

Lo fa sfruttando il fenomeno dell’entanglement quantistico.

L’entanglement quantistico è un fenomeno che Albert Einstein chiamava “azione speculare a distanza”. Questo fenomeno lasciò perplesso il genio perché sembrava inviare dati più veloci della velocità della luce, una costante universale sulla quale Einstein era irremovibile. Non poteva essere violata. 

Quando due particelle sono intrecciate, ciò che accade a una particella è immediatamente percepibile sulla sua partner interconnessa. Così, anche se si separano due particelle intrecciate per distanze misurate in anni luce, la manipolazione di una particella si nota istantaneamente sull’altra. Ciò ha ispirato dunque molte persone a descrivere il fenomeno come “teletrasporto” o “più veloce della luce“.

Il fatto che i dati stiano effettivamente viaggiando più veloci della luce in questo scenario, è discutibile. Nonostante la nostra capacità di sfruttare l’entanglement, molto di questo fenomeno rimane ancora sconosciuto. Come i nostri antenati, non capivano come si accendesse il fuoco ma erano comunque in grado di sfruttarne l’energia.

La tabella di marcia

La creazione di un Internet quantistico è a buon punto. Nel luglio del 2020 il DoE aveva già fatto progressi significativi stabilendo “17 DOE National Labs come colonna portante dell’Internet quantistico”.

Nell’estate del 2020 il DoE disponeva già di un “banco di prova di 52 chilometri per le comunicazioni quantistiche tra diverse università” in collaborazione con Fermilabs e l’Università di Chicago.

Questo progresso è stato rafforzato da una politica dell’era Trump promulgata nel dicembre 2018. Il National Quantum Initiative Act era un accordo bipartisan che “impegna gli Stati Uniti a mantenere ed espandere la propria leadership nella scienza dell’informazione quantistica (QIS), oltre a sviluppare nuove capacità quantistiche.”

All’epoca, Dabbar ha dichiarato: “il nostro obiettivo per l’Internet quantistico è di mettere insieme una comunità ampia e diversificata dai nostri laboratori, dal settore privato e le università – una comunità che combinerà capacità e infrastrutture di rete tradizionali con un nuovo hardware, nuovi materiali e nuovi metodi per creare qualcosa di veramente innovativo”.

Gran parte dell’Internet quantistico sarà in grado di funzionare sull’infrastruttura esistente. Si eviterà così la sostituzione di ampie porzioni della rete esistente.

Implicazioni per i consumatori

Attualmente, è estremamente difficile proteggere i dati, come è evidenziato dalle regolari violazioni della sicurezza. Proprio di recente, ci son state due grandi violazioni che hanno minacciato le infrastrutture statunitensi. L’internet quantistico promette di rendere sicuri i dati una volta per tutte.

Con la comunicazione classica, un algoritmo crea chiavi che crittografano i dati di un utente prima di inviarli e questi vengono poi decrittografati a destinazione. Queste chiavi sono difficili, ma non impossibili da violare. Ciò permette ai malintenzionati di accedere alle reti critiche, così come a informazioni aziendali e personali.

L’internet quantistico, d’altra parte, utilizza i qubit per creare e trasferire chiavi. Se manomessi, perdono immediatamente il loro significato e tutti i dati vengono persi, bloccando l’intervento degli hacker. Questo significa che qualsiasi informazione personale trasmessa su una rete quantistica, sarà al sicuro.

Le entità che dipendono da una rete sicura come le banche, gli scambi di criptovalute e le piattaforme di social media, saranno virtualmente inattaccabili.

Oltre a questo, gli utenti dell’internet quantistico saranno in grado di inviare più velocemente una maggiore quantità di dati. Il trasferimento istantaneo di file misurati in terabyte sarà sia possibile che comune.

Per il prossimo futuro, si prevede che l’Internet tradizionale rimarrà invariato. Tuttavia, l’Internet quantistico probabilmente completerà l’infrastruttura esistente, consentendo un passaggio graduale tra le due reti. 

L’attuale Internet è stato creato per la prima volta nel 1962 quando JCR Licklider del MIT ha inviato una serie di promemoria attraverso la prima rete. 

Ci sono voluti decenni per implementare una rete mondiale in grado di cambiare il modo di comunicare, lavorare e vivere delle persone. In confronto, l’internet quantistico impiegherà solo pochi anni per essere realizzato.

Entro la fine di questo decennio, i dati e le reti utilizzate per la loro trasmissione verranno trasformati creando un ambiente molto più veloce e molto più sicuro.

Tradotto da: Monica Padoan

Articolo in inglese:

https://www.visiontimes.com/2021/06/16/the-quantum-internet-is-emerging-what-is-it-and-what-should-you-expect.html