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Introduzione

Un nuovo passo avanti per la tecnologia quantistica è stato realizzato grazie alla ricerca guidata dal professor Liu Ai Qun della Nanyang Technological University di Singapore (NTU Singapore) e dal professore associato Kwek Leong Chuan che avrà un forte impatto nella sicurezza informatica e potrà essere implementato in smartphone, tablet e pc. I risultati del team sono stati pubblicati in un importante giornale peer-reviewed quale Nature Photonics.

La ricerca della NTU

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Credit: NTU Singapore

Il team ha sviluppato un chip di comunicazione quantistica 1.000 volte più piccolo delle attuali configurazioni, ma offre la stessa tecnologia di sicurezza. La maggior parte dei principali standard di sicurezza utilizzati nei metodi di comunicazione sicura – dal prelievo di contanti dal bancomat all’acquisto di beni online sullo smartphone – non sfrutta la tecnologia quantistica, sono quindi meno sicure e le trasmissioni elettroniche del numero di identificazione personale (PIN) o della password possono essere intercettate, comportando un rischio per la sicurezza.

Il nuov chip quantistico

Il minuscolo chip sviluppato dagli scienziati della NTU, di circa 3 mm di dimensione, utilizza algoritmi di comunicazione quantistica per fornire una maggiore sicurezza rispetto agli standard esistenti. Lo fa integrando le password all’interno delle informazioni che vengono fornite, formando una “chiave quantistica” sicura. Una volta ricevute, le informazioni vengono distrutte insieme alla chiave, rendendola una forma di comunicazione estremamente sicura. 

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Credit: NTU Singapore

Ha anche bisogno di uno spazio 1.000 volte inferiore alle attuali configurazioni di comunicazione quantistica (che possono essere grandi come un frigorifero o addirittura occupare lo spazio di un’intera stanza o piano d’ufficio) al punto da poter essere implementate in dispositivi compatti come smartphone, tablet e smartwatch. Pone inoltre le basi per migliori metodi di crittografia per transazioni online e comunicazioni elettroniche.

Come funziona

Il professor Liu, della School of Electrical and Electronic Engineering di NTU, ha dichiarato: “Nel mondo di oggi, la sicurezza informatica è molto importante poiché molti dei nostri dati sono archiviati e comunicati digitalmente. Quasi tutte le piattaforme e i repository digitali richiedono agli utenti di immettere password e dati biometrici che potrebbero essere intercettati o decifrati. La tecnologia quantistica elimina tale problema poiché sia ​​la password che le informazioni sono integrate nel messaggio inviato, formando una chiave quantistica“.

La comunicazione quantistica funziona usando stringhe di codice randomizzate per crittografare le informazioni, che possono essere aperte solo dal destinatario previsto con la ‘chiave’ corretta. Non è necessario trasmettere password aggiuntive o dati biometrici, che è la pratica standard nelle attuali forme di comunicazione. Assoc Prof Kwek, fisico del National Institute of Education di NTU ha dichiarato: “È come inviare una lettera protetta. Immagina che la persona che ha scritto la lettera abbia chiuso il messaggio in una busta con la sua “chiave” anche al suo interno. Il destinatario ha bisogno della stessa “chiave” per aprirlo. La tecnologia quantistica garantisce che la distribuzione delle chiavi sia sicura, impedendo qualsiasi manomissione della chiave“.

Le più grandi aziende tecnologiche del mondo come Google e IBM sistanno affannando per sviluppare supercomputer quantistici che rivoluzionerebbero il computing portandolo a velocità ora inconcepibili. Un punto di forza molto atteso della tecnologia quantistica risiede nella crittografia, l’arte della comunicazione segreta.

Con la proliferazione di servizi Internet, e-mail e piattaforme di messaggistica come WhatsApp, Facebook, Skype, Snapchat, Telegram ecc., hanno creato propri canali sicuri per le comunicazioni, noti come “canali classici“. Al contrario, i “canali quantistici” che trasportano informazioni hanno protocolli di sicurezza integrati nei dati crittografati. Ogni canale è unicamente diverso l’uno dall’altro, riducendo o addirittura eliminando il rischio di intercettazione o perdita di informazioni durante la trasmissione.

In parole povere, la tecnologia quantistica non richiede trasmissioni aggiuntive di password o dati biometrici necessari nei “canali classici”. Ciò elimina il rischio di intercettazione o perdita di informazioni, creando una crittografia quasi indistruttibile.

La resa economica

Il chip di comunicazione quantistica sviluppato dai ricercatori NTU sarà conveniente in quanto utilizza materiali standard del settore come il silicio, che ne facilita anche la fabbricazione. Il professor Liu ha dichiarato: “Questo è il futuro della sicurezza della comunicazione e la nostra ricerca ci avvicina al calcolo e alla comunicazione quantistica. Contribuirà a innescare la creazione di dispositivi di comunicazione di prossima generazione, nonché a migliorare i servizi digitali come i portali finanziari online delle banche e i servizi governativi digitali“.

La ricerca continua

Il team NTU sta ora cercando di sviluppare una rete ibrida di sistemi di comunicazione ottica tradizionali e sistemi di comunicazione quantistica. Ciò migliorerà la compatibilità delle tecnologie quantistiche che possono essere utilizzate in una più ampia gamma di applicazioni come la connettività Internet.

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