Reti quantistiche colabrodo, altro che inviolabili

Presso i laboratori di Los Alamos si danno per conclusi gli esperimenti su una rete quantistica multipunto. Dall'altra parte del mondo intanto si è trovato il modo di violare la crittografia più sicura del mondo.

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a cura di Valerio Porcu

Senior Editor

Funziona da due anni la prima rete quantistica del mondo, presso i Los Alamos National Labs (Stati Uniti). È una specie di sogno che si realizza per chi cerca la massima sicurezza nelle comunicazioni, perché un segnale quantistico è virtualmente impossibile da violare. A meno di aver un computer quantistico a disposizione, ma questo esiste solo in teoria.

L'idea di base si riassume in un concetto che molti hanno sentito o letto, "la semplice osservazione di un fenomeno ne altera la natura" - uno dei principi fondamentali della meccanica quantistica. Il semplice atto di misurare un oggetto quantistico, come un fotone, cambia l'oggetto stesso; in una comunicazione un eventuale intruso non potrebbe nascondersi, e questo rende la crittografia quantistica così valida e resistente - ma ne traccia anche i limiti.

Il problema è che fino a oggi è stato possibile realizzare solo connessioni ad hoc (punto-punto), proprio perché un eventuale router genera lo stesso tipo di distorsione. Reinstradare un messaggio infatti significa leggerlo (ciò che accade dei comuni router elettronici), e questo inevitabilmente lo modifica. L'idea di "Internet quantistica" è quindi impossibile. O almeno così credevamo.

I ricercatori di Los Alamos, guidati da Richard Huges, hanno infatti realizzato una rete basata su un hub centrale, concettualmente simile alle LAN di qualche anno fa. L'informazione viene trasformata in bit tradizionali, indirizzata e poi resa di nuovo quantisticaOgni nodo della rete ha un trasmettitore quantistico (laser) ma non un ricettore fotonico.

Solo l'hub centrale può ricevere il messaggio quantistico, ma tutti gli altri noti possono spedire e ricevere informazioni nel modo convenzionale. Funziona, e la sicurezza ottenuta è pari a quella offerta dal routerIl modulo realizzato è ancora abbastanza grosso (quanto una scatola di fiammiferi), ma l'obiettivo ultimo è inserirne in ogni dispositivo collegato a fibra ottica, dai computer alle console, per garantire comunicazioni super sicure.

Quantistica o no, Internet è roba da gatti - Clicca per ingrandire

Ora, si potrebbe pensare che per i tempi che corrono un messaggio quantistico sia fin troppo sicuro, e infatti aziende come Id Quantique vendono (soprattutto a banche) sistemi per la comunicazione quantistica da punto a punto come il non plus ultra della sicurezza, ma potrebbe non essere abbastanza.

A quanto pare, infatti, è già possibile violare la crittografia quantistica, perché un intruso potrebbe nascondere la propria presenza nel rumore normalmente presente nel segnale (tra l'11 e il 16,7%). Lo hanno scoperto i ricercatori dell'Università Palacky (Rep. Ceca), guidati dal prof. Karol Bartkiewicz.

Gli studiosi hanno evidenziato che con un dispositivo chiamato "clonatore quantistico" è possibile creare copie dei fotoni che viaggiano sulla fibra ottica, intercettare e decifrare il messaggio. La copia non è perfetta, ma il destinatario del messaggio non si accorge dell'attacco perché l'alterazione non è sufficiente a far scattare l'allarme, a meno di porre particolare attenzione alla percentuale di errore.  

I ricercatori hanno infatti intercettato e decifrato un messaggio generando un errore del 18,5%. Un po' sopra allo standard, quindi "bisogna fare attenzione all'errore ricevuto", spiega Bartkiewicz, "se si controlla quello, la crittografia quantistica è ancora sicura". Per ora, almeno, fino a che non arriverà qualcosa di meglio.