Quantum internet

Internet quantistico contro il rischio di attacchi informatici

14 September 2022

Redazione

I danni causati dalle intrusioni informatiche continuano ad aumentare ogni anno. Migliaia di miliardi di dollari vengono investiti nella sicurezza in tutto il mondo.

Ma una nuova, inaspettata tecnologia si affaccia sull’orizzonte a difesa degli attacchi da parte dei cybercriminali:

Internet Quantistico

Grazie ai computer quantistici del futuro, la potenza di calcolo si prospetta infinitamente superiore rispetto al più potente supercomputer odierno. Nuovi sviluppi fino ad ora inimmaginabili diventano fattibili. Previsioni sul cambiamento climatico, produzioni di nuovi farmaci,  sviluppo dell’intelligenza artificiale, analisi del rischio e molto altro. Certo, prima che questo genere di computer lascino il laboratorio, ci vorranno ancora moltissimi anni. Ma l’utilizzo delle leggi della meccanica quantistica, trovano già ora applicazione pratica nel mondo reale:

  • protezione delle comunicazioni tramite crittografia quantistica, l’Internet Quantistico; che promette, a parere degli esperti, di essere inviolabile, indecifrabile e inattaccabile da parte di hackers.

Ovviamente c’è un grande mercato per un Internet sicuro. I costi dei danni causati dagli attacchi informatici aumentano ogni anno. Entro il 2025, il danno annuale raggiungerebbe, a livello mondiale, i 10,5 trilioni di dollari.

Come funziona

I computer quantistici e quindi l’internet quantistico fanno uso della legge fisica delle particelle quantistiche – chiamate qubit. Queste, assumono proprietà particolari in determinate condizioni (come temperature estremamente basse): esse possono essere contemporaneamente in più luoghi e allo stesso tempo assumere valori opposti.

Un computer ordinario esegue calcoli con unità di informazione (bit) deterministica che può assumere i valori 0 o 1 (acceso o spento, sì o no, vero o falso, eccetera). Le unità – qubit – usate da un computer quantistico possono essere sia 0 che 1 allo stesso tempo. Ciò consente di eseguire calcoli più complessi contemporaneamente.

qubit

Tuttavia, questi “qubit” sono molto instabili, in quanto cambiano o scompaiono al minimo disturbo delle condizioni in cui vengono osservati. Ciò rende lo sviluppo di un computer quantistico estremamente difficoltoso. Ma questo è esattamente il motivo per cui sono utili per proteggere una connessione Internet: non appena qualcosa o qualcuno (un hacker) arriva al qubit, si verifica un cambiamento segnalando immediatamente agli utenti che la connessione non è più sicura.

La crittografia classica si basa su calcoli complessi con numeri di grandi dimensioni. E non importa quanto questa sia complessa, alla fine, ci sarà sempre un computer in grado di decifrarla, a condizione che abbia abbastanza tempo a disposizione. L’internet quantistico invece è protetto sulla base di una certezza fisica fondamentale: non può essere decifrato senza essere notato!

European Quantum Communication Infrastructure (EuroQCI)

I computer quantistici e le tecnologie correlate sono state designate come “tecnologia chiave” dalla Commissione europea, il loro sviluppo è considerato essenziale per il potere e la prosperità dell’Europa.

In questo contesto europeo, nel 2019 è stata firmata da tutti i 27 Stati membri la Dichiarazione della “European Quantum Communication Infrastructure” (EuroQCI).

  1. L’intento è che ogni Stato deve essere connesso a Internet quantistico entro il 2027 al più tardi. L’EuroQCI salvaguarderà la sicurezza dei dati sensibili e critici integrando la tecnologia quantistica nelle infrastrutture di comunicazione esistenti. Questo dovrebbe portare la sicurezza digitale in Europa a livelli altissimi.

In Italia, l’Università di Parma (UNIPR), collabora attivamente a questo progetto europeo. UNIPR ha lavorato intensamente negli ultimi 20 anni su tecnologie quantistiche, pubblicando numerosi articoli scentifici al riguardo. In particolare, le ricerche sul software quantistico combinando l’esperienza degli ingegneri informatici con la fisica teorica.

Al momento l’organismo europeo del Quantum Internet Alliance (QIA) è l’unica organizzazione in Europa a padroneggiare questa tecnologia per la crittografia quantistica, chiamata in termini tecnici ‘measurement-device independent quantum key distribution‘ (abbreviato: mdi-qkd, ovvero: ‘distribuzione della chiave quantistica indipendente dal dispositivo di misurazione’). Ci lavorano da più di dieci anni. Tecnicamente è molto complicato rendere il sistema stabile. Deve essere in grado di funzionare a lungo senza problemi in condizioni diverse, e deve poter essere collegato a una rete ordinaria.

La scorsa estate, sono riusciti a realizzare una prima connessione internet protetta da crittografia quantistica tra diversi server collegati fra loro tramite fibra ottica.  L’intenzione è di espandere questa connessione anche ad altri data center in Europa in modo che più parti possano provare la tecnologia.

Entro due o tre anni, questa nuova tecnologia potrebbe essere messa sul mercato. La sicurezza sta diventando un requisito sempre più importante. Banche, governi, istituzioni sanitarie e altre organizzazioni che gestiscono informazioni strettamente riservate e dati sensibili possono utilizzare la connessione quantistica come un ulteriore livello di protezione.

quantum communication ifrastructure

Ma non illudiamoci, gli hacker non diventeranno disoccupati con l’avvento dell’Internet Quantistico.

Le grandi aziende e le organizzazioni lo useranno principalmente per proteggere le reti interne. C’è ancora molto da fare prima che questa nuova tecnologia possa sostituire l’Internet “normale” ed essere così usato a beneficio di tutti i consumatori. Vero comunque che i consumatori possono trarne beneficio indiretto se le grandi aziende grazie all’Internet quantistico potranno garantire che i loro dati non finiscano mai per strada.

 


Per approfondimenti, consultare i seguenti link e/o riferimenti:

Quantum Internet Alliance

The European Quantum Communication Infrastructure (EuroQCI)



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