Con l'avanzare dei computer, i metodi di crittografia attualmente utilizzati per proteggere qualsiasi cosa, dalle transazioni finanziarie ai segreti militari, potrebbero presto essere inutili, gli esperti di tecnologia avvertono. Reportage oggi sul giornale Natura , un team di fisici e ingegneri guidati dal professore di fisica dell'Università del Texas ad Austin Xiaoqin Elaine Li riferisce di aver creato un materiale con proprietà di emissione di luce che potrebbe consentire comunicazioni a prova di hacker, garantito dalle leggi della meccanica quantistica.

Il loro nuovo materiale, creato impilando due strati di materiali atomicamente sottili, assorbe energia dalla luce ed emette nuovi fotoni, o particelle di luce, in modo tale che i ricercatori interpretino il materiale per contenere migliaia di identici "emettitori a singolo fotone". Se confermato, una tale nuova fonte di luce potrebbe essere utilizzata come parte di un nuovo, metodo a prova di hacker per proteggere le informazioni. Altri ricercatori hanno creato emettitori a singolo fotone, ma nessuna tecnologia precedente ha prodotto una serie di migliaia di identici.

"Questo è un obiettivo di vecchia data nella scienza dell'informazione quantistica che non è mai stato dimostrato prima, " Li ha detto. "I nostri studi suggeriscono che questo obiettivo può essere raggiungibile in questo nuovo materiale".

Per comunicare in modo sicuro, le informazioni devono essere crittografate prima di essere inviate. Il destinatario ha bisogno di una chiave per decifrare il messaggio crittografato. In alcune forme di crittografia, il mittente trasmette la chiave un fotone alla volta. Poiché un fotone contiene il più piccolo pacchetto di energia possibile per la luce, non può essere suddiviso in pacchetti più piccoli. Se un hacker intercetta i fotoni e cerca di leggere le informazioni, la chiave cambierà e il ricevitore lo scoprirà facilmente. Ecco perché gli emettitori a singolo fotone altamente efficienti sono utili nelle applicazioni di comunicazione quantistica e sempre più necessari, poiché i progressi dell'informatica richiedono strumenti più sofisticati per mantenere le comunicazioni sicure.

"Se manca un fotone, sai che le informazioni vengono intercettate, " disse Li.

I materiali studiati dal team sono costituiti da fogli cristallini bidimensionali dello spessore di pochi atomi. Il metodo per creare tali fogli atomici ultrasottili è straordinariamente semplice. Gli scienziati usano lo scotch per staccare i singoli strati da un cristallo. Impilando due strati diversi uno sopra l'altro e ruotandoli leggermente l'uno rispetto all'altro, gli scienziati hanno creato un cristallo artificiale con uno schema di atomi regolarmente spaziato. Tale modello è noto come cristallo moiré, che localizza gli elettroni in uno spazio ristretto dell'ordine di un nanometro, circa mille volte più piccolo di un batterio.

I ricercatori hanno forti prove sperimentali e teoriche che il loro nuovo materiale forma una serie a scacchiera di migliaia di emettitori di fotoni singoli, ma la risoluzione del loro equipaggiamento non ha ancora permesso loro di dimostrarlo in modo conclusivo. Come passi successivi, Li e il suo team collaboreranno con altri ricercatori per verificare che siano, infatti, formando emettitori a singolo fotone, continuando a migliorare la qualità del materiale.