Crs4: tecnologia per superare limiti comunicazione quantistica

C’è una nuova tecnologia che “rappresenta una soluzione promettente per superare i limiti delle attuali tecnologie in fibra e satellitari nella comunicazione quantistica a lunga distanza”. Giuliana Siddi Moreau ricercatrice del Crs4 (Centro di Ricerca, Sviluppo e Studi Superiori in Sardegna) commenta così un nuovo studio pubblicato su ‘Physical Review Letters’ da parte ricercatori della University of Chicago Pritzker School of Molecular Engineering (PME) che hanno proposto un nuovo approccio per la realizzazione di una rete quantistica: costruire lunghi canali quantistici utilizzando tubi sigillati sotto vuoto con una serie di lenti distanziate. Queste guide di fascio sotto vuoto, di circa 20 centimetri di diametro, avrebbero una portata di migliaia di chilometri e capacità di oltre 10 trilioni di qubit al secondo, migliori di qualsiasi approccio di comunicazione quantistica esistente.
“L’articolo in questione rappresenta una svolta per la realizzazione di un canale quantistico per distanze geografiche oltre il migliaio di chilometri, per cui al momento l’unica alternativa era la crittografia quantistica satellitare”, aggiunge Siddi Moreau. “Difatti nel sistema a guida d’onda a vuoto si possono creare canali quantistici di migliaia di chilometri con velocità di trasmissione di vari ordini di grandezza superiori alle comunicazioni satellitari. In più, le distanze in gioco nella comunicazione quantistica cablata a lungo raggio sono state finora legate ai limiti attuali delle tecnologie in fibra ottica come mezzo di trasmissione”.
“Per la costituzione di canali quantistici a lungo raggio”, spiega la ricercatrice del Crs4, “molte sono le sfide tecnologiche da superare per le attuali fibre: l’attenuazione causata dall’assorbimento e dalla dispersione dei fotoni all’interno della canale, l’assorbimento intrinseco della silice stessa e quello causato da impurità nel materiale, le perdite delle giunzioni e dei connettori, il rumore termico e il rumore di fase causato dalle fluttuazioni dell’indice di rifrazione della fibra portano alla decoerenza degli stati quantistici, riducendo l’efficacia dei protocolli di comunicazione quantistica e pregiudicandone l’applicazione su distanze oltre mille chilometri”.
“In quanto alla bassa attenuazione, questo sistema può superare la performance della migliore fibra di tre ordini di grandezza grazie al basso assorbimento del gas residuo nel vuoto, alle perdite minime delle lenti e all’eccellente allineamento dei componenti ottici. In più tali sistemi ottici sono completamente passivi, non ci si deve affidare a dei ripetitori quantistici, memorie quantistiche o correzione attiva degli errori”, sostiene Siddi Moreau. “Per cui, auspicabilmente, questo nuovo studio, figlio dell’esperienza maturata nell’esperimento LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, osservatorio interferometro laser delle onde gravitazionali), potrà fra qualche anno rendere realizzabile l’adozione corrente di tecniche di crittografia quantistica per la messa in sicurezza di comunicazioni sensibili tra diverse nazioni”. (AGI)