Trasmissione quantistica da record su un normale cavo in fibra ottica. Lo studio su Nature

È stata una trasmissione quantistica da record, quella ottenuta in Germania lungo un normale cavo in fibra ottica, come quelli usati per la connessione Internet: il messaggio quantistico ha viaggiato per 250 chilometri e ha dimostrato che le comunicazioni del futuro, velocissime e sicure, potrebbero essere più vicine di quanto si pensasse. Il risultato, pubblicato sulla rivista Nature, è stato ottenuto grazie all’esperimento guidato dall’italiano Mirko Pittaluga che, dopo gli studi all’Università di Padova, lavora in Gran Bretagna, nell’azienda Toshiba Europe.

Il test ha dimostrato che le comunicazioni quantistiche possono essere realizzate anche in condizioni reali, senza bisogno di apparecchiature specializzate e utilizzando le infrastrutture già esistenti. La sicurezza e la velocità delle comunicazioni quantistiche sono il risultato delle leggi bizzarre che governano il mondo dei quanti. Una di queste è il cosiddetto ‘entanglement’, una sorta di abbraccio a distanza tra le particelle, che rimangono connesse pur essendo fisicamente distanti. Finora le comunicazioni quantistiche sono avvenute solo su distanze limitate, ma gli autori dello studio hanno scoperto un metodo che facilita la distribuzione di informazioni sicure su lunghe distanze anche senza l’utilizzo di particolari dispositivi.

“L’esperimento è molto interessante e il risultato è importante”, dice all’Ansa Fabio Sciarrino, del Quantum Lab dell’Università Sapienza di Roma. “Si tratta di una cosa che era sempre stata assunta a livello teorico, ma che andava dimostrata a livello pratico”. Le reti quantistiche si basano sul principio dell’entanglement, che consente di stabilire connessioni tra le particelle che viaggiano nella rete, in questo caso fotoni, anche se separate da enormi distanze: in questo modo, se un hacker cerca di violare una delle due particelle, l’altra subisce istantaneamente una modifica che smaschera il tentativo di captare il messaggio. Una rete quantistica, dunque, permetterebbe di migliorare enormemente la sicurezza e la velocità nella trasmissione dei dati.

Finora le comunicazioni quantistiche sono avvenute solo su distanze limitate, e questo perché necessitano di strumenti come i refrigeratori criogenici, difficilmente applicabili alle infrastrutture esistenti. Ad esempio, nella prima dimostrazione sul campo per la rete Internet quantistica del futuro, avvenuta a maggio 2024 e guidata dall’Università di Harvard, la trasmissione ha collegato due computer distanti 50 chilometri, e a dicembre dello scorso anno ricercatori coordinati dalla Northwestern University di Evanston sono riusciti a trasmettere dati su un classico cavo in fibra ottica lungo circa 30 chilometri.

I ricercatori guidati da Pittaluga, però, hanno trovato il modo di facilitare la distribuzione di informazioni sicure su lunghe distanze, riuscendo nel primo caso noto di comunicazione quantistica ‘coerente’: la coerenza è la capacità delle onde luminose di interagire in modo prevedibile, mantenendo la sincronizzazione sia nello spazio che nel tempo. “È questa la novità più rilevante dello studio”, commenta Sciarrino: “La coerenza richiede una grandissima stabilizzazione, che qui è stata risolta grazie a un lavoro a metà tra la fisica e l’ingegneria, e apre a diversi scenari: permette di estendere la distanza massima consentita per le comunicazioni quantistiche, consente di ridurre le performance richieste, rendendole dunque più accessibili, e apre anche all’utilizzo di nuovi protocolli per le reti quantistiche – conclude Sciarrino – spianando la strada ai prossimi passi”.

Lo studio su Nature

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