Credito:Pixabay/CC0 di dominio pubblico
È stato sviluppato un nuovo sistema di comunicazione per lo scambio di chiavi simmetriche tra le parti al fine di crittografare i messaggi in modo che non possano essere letti da terze parti. In collaborazione con Deutsche Telekom, i ricercatori guidati dal professore di fisica Thomas Walther sono riusciti a far funzionare una rete quantistica scalabile in termini di numero di utenti e allo stesso tempo robusta senza la necessità di nodi fidati. In futuro, tali sistemi potrebbero proteggere le infrastrutture critiche dal crescente pericolo di attacchi informatici. Inoltre, potrebbero essere installati collegamenti a prova di rubinetto tra diversi siti governativi nelle città più grandi.
Il sistema sviluppato dai ricercatori di Darmstadt consente lo scambio di chiavi quantistiche, fornendo a più parti in una rete a forma di stella un numero casuale comune. I singoli quanti di luce, i cosiddetti fotoni, vengono distribuiti agli utenti nella rete di comunicazione per calcolare il numero casuale e quindi la chiave digitale. A causa degli effetti fisici quantistici, queste chiavi sono particolarmente sicure. In questo modo, la comunicazione è altamente protetta e possono essere rilevati attacchi di intercettazione esistenti.
Finora, tali metodi chiave quantistica sono stati tecnicamente complessi e sensibili alle influenze esterne. Il sistema del gruppo di Darmstadt del Centro di ricerca collaborativa CROSSING si basa su un protocollo speciale. Il sistema distribuisce i fotoni da una sorgente centrale a tutti gli utenti della rete e stabilisce la sicurezza delle chiavi quantistiche attraverso l'entanglement quantistico. Questo effetto quanto-fisico produce correlazioni tra due particelle di luce, che sono osservabili anche quando sono distanti. La proprietà della particella partner può essere prevista misurando una proprietà della particella di luce da una coppia.
La polarizzazione è spesso utilizzata come proprietà, ma questa è tipicamente disturbata nelle fibre di vetro utilizzate per la trasmissione a causa di influenze ambientali come vibrazioni o piccoli cambiamenti di temperatura. Tuttavia, il sistema di Darmstadt utilizza un protocollo in cui l'informazione quantistica è codificata nella fase e nel tempo di arrivo dei fotoni ed è quindi particolarmente insensibile a tali disturbi. Per la prima volta, il gruppo è riuscito a fornire a una rete di utenti chiavi quantistiche per mezzo di questo robusto protocollo.
L'elevata stabilità della trasmissione e la scalabilità in linea di principio sono state dimostrate con successo in un test sul campo insieme a Deutsche Telekom Technik GmbH. Come passo successivo, i ricercatori della TU Darmstadt stanno pianificando di collegare altri edifici della città al loro sistema. La ricerca è pubblicata su PRX Quantum . + Esplora ulteriormente
