Quantum Internet

La visione di una Internet quantistica (Quantum Internet) è emersa in tempi recenti ed è condivisa a livello Europeo, grazie ad alcuni progetti della Quantum Flagship, ma anche extra-europeo, con tentativi di produrre nuovi standard sotto l’egida dell’Ietf. L’idea principale è quella di connettere computer quantistici per mezzo di collegamenti quantistici e classici, per ottenere non solo maggiori capacità di elaborazione, ma anche livelli di resilienza e affidabilità di gran lunga superiori rispetto a quelli ottenibili con le sole tecnologie di comunicazione classiche.

Un aspetto centrale è la capacità di trasmettere qubit, ad esempio fotoni. In generale, un qubit è un sistema quanto-meccanico il cui stato può essere la sovrapposizione di 0 e 1. Una proprietà speciale dei qubit è che possono essere entangled, cioè lo stato del sistema complessivo non è scomponibile e la misurazione dello stato di uno dei qubit componenti ha effetti immediati sulla definizione dello stato degli altri qubit. Considerato che i singoli qubit entangled possono essere anche a grande distanza ciascuno rispetto agli altri, tale fenomeno quantistico è decisamente sorprendente. Un’altra proprietà specifica del qubit è che il suo stato non può essere duplicato su un altro qubit (si parla di no-cloning).

Questi fenomeni vengono ampiamente sfruttati nei cosiddetti protocolli quantistici. Ad esempio, grazie al no-cloning, dati opportunamente codificati negli stati dei fotoni trasmessi, non possono essere duplicati mentre tali qubit viaggiano da un sito all’altro, senza che l’autore della copia non venga scoperto. In tal modo è possibile condividere chiavi crittografiche con la certezza assoluta che nessuno le possa intercettare (quantum key distribution, QKD).

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