La quantistica è una branca della tecnologia in via di sviluppo. Questa risulta essere molto interessante per i vari studiosi per alcune peculiarità che la caratterizzano. E’ per questo che ultimamente, sono sempre in numero maggiore le ricerche riguardo le tecnologie che prevedono il suo impiego. Nel caso delle comunicazioni, l’utilizzo di tecnologia quantistica permetterebbe di effettuare collegamenti tra vari punti senza permettere in nessun modo l’intercettazione della chiamata. Il tutto è reso possibile grazie alla particolare meccanica con la quale funziona questa scienza.

La meccanica quantistica non permette di effettuare clonazione delle particelle leggere e di conseguenza è impossibile intercettare le chiamate. Sarebbe una vera e propria svolta. Considerate che i sistemi di comunicazione che vengono utilizzati ad oggi, per quanto possono sembrare sicuri, permettono tutti di essere intercettati.

E’ questa la motivazione principale per la quale questa branca della fisica sta attirando molta attenzione negli ultimi tempi. In molti paesi quali, Cina, Europa, Corea e Stati Uniti, sono numerosi i test che mirano a comprenderne tutte le sfaccettature. Bisogna dire che sistemi di comunicazione quantistica sono stati già utilizzati da questi paesi che abbiamo citato. Sono numerosi i sistemi che sono stati creati appositamente per sfruttare questo tipo di collegamenti.

Purtroppo però, tutti gli scienziati che l’hanno utilizzata hanno riscontrato lo stesso tipo di problema. Le comunicazioni che sfruttano questo tipo di tecnologia innovativa non riescono ad andare oltre 200-300 km di distanza. Questo perché la luce emessa svanisce progressivamente muovendosi lungo la fibra fino a svanire. Sono stati vari i tentativi svolti nel corso degli anni per poter porre rimedio a questa problematica, ma nulla fino ad ora era stato scoperto.

meccanica quantistica
Il campo della meccanica quantistica è in netto sviluppo. Sono molti gli scienziati che si stanno interessando a questo ambito della scienza. Si pensa che con il tempo si riuscirà a portare il meccanismo quantico alla base delle telecomunicazioni di tutto il mondo. Questa foto mostra una comunicazione quantica risalente al 2016 a Xinglong.

Pare che però il lampo di genio sia venuto a degli scienziati cinesi che in associazione con dei ricercatori austriaci sono riusciti a fare quello che fino ad ora era considerato impossibile. Ovvero un tipo di comunicazione di tipo quantistico che si spingesse oltre i 200-300 km standard di cui si è parlato prima. Dietro la scoperta ci sarebbe anche il merito di un satellite. Scopriamo come hanno fatto.

In Cina la svolta delle comunicazioni quantiche

Chunli Bai, presidente dell’Accademia Cinese delle Scienze e Anton Zeilinger, presidente dell’Accademia Austriaca delle Scienze hanno tenuto un nuovo tipo di video conferenza lo scorso venerdì. E’ accaduto quello che migliaia di studi sulla quantistica avevano cercato di produrre. Stiamo parlando di un tipo di comunicazione tra due estremi del mondo. Il tutto utilizzando la tecnologia quantica. Chunli Bai ha parlato da Pechino, mentre Anton Zeilinger ha parlato da Vienna.

Nessun tipo di comunicazione quantica aveva raggiunto mai una distanza così elevata. Per permettere ciò gli scienziati si sono serviti di un particolare satellite cinese in orbita da agosto 2016. Il suo nome è Micius. Non c’è bisogno di dire che entrambi sono stati molto entusiasti di aver dato vita a quello che in molti non sono riusciti a fare. La faccenda è stata definita una vera e propria svolta della scienza.

“Oggi, una semplice videochiamata ha dimostrato l’importanza del potenziale innovativo delle varie ricerche” Sono state queste le parole del rettore dell’Università di Vienna,  Heinz Hengl. Era presente anche lui alla conferenza video che si è tenuta tra Pechino e Vienna e si è visto molto onorato nel partecipare ad un evento tanto importante per la storia della scienza.

Satellite collegamento
L’utilizzo della quantistica come mezzo di comunicazione è già utilizzato da molti paesi. Tra questi figurano la Cina, gli Stati Uniti, la Corea del sud e il nord Europa. Il problema però è sempre stato il limite di distanza. Infatti con le tecnologie attuali non si riesce ad oltrepassare i 200-300 km di distanza. Grazie al sistema degli scienziati cinesi e austriaci questo problema viene risolto. Come ? Grazie allo spazio.

La prima dimostrazione pubblica della comunicazione a lunga distanza che sfrutta questo nuovo tipo di tecnologia quantica è arrivata poche settimane dopo che la Cina ha presentato una nuova rete di comunicazione quantistica a fibre ottiche di 1.240 miglia tra Pechino e Shanghai per i campi “militari, finanziari e governativi”. Per effettuare la videochiamata, i ricercatori hanno dovuto annunciare anche un nuovo computer quantistico che per quanto hanno sostenuto si è rivelato  24.000 volte più veloce rispetto ai computer analoghi progettati dalla concorrenza.

Tutti vogliono il potere della tecnologia quantistica

Secondo quanto emerso, sarebbero sempre in numero maggiore gli scienziati e le compagnie provenienti da Stati Uniti, Cina, Europa e Corea che stanno tentando di aggiudicarsi il settore della comunicazione quantistica. La lotta risulta essere molto dura per le ragioni che vi abbiamo già citato all’inizio dell’articolo. “La comunicazione quantistica è vista come una tecnologia volta a proiettarsi verso il futuro del settore delle telecomunicazioni.” E’ quello che ha dichiarato un rapporto dell’Accademia Cinese. Pare che gli scienziati siano convinti che questo tipo di tecnologia sarà impiegata in futuro per tutti i dispositivi di telecomunicazione.

comunicazione quantistica
I fatti parlano chiaro, sono molti i paesi e le aziende che si stanno impegnando attivamente nello sviluppo di questa branca della fisica. Sono tutti molto interessati a padroneggiare nel settore perchè si è convinti che questi meccanismi saranno alle basi dei sistemi di telecomunicazione del futuro. Attualmente solo gli scienziati cinesi e austriaci sono riusciti a sviluppare qualcosa di davvero innovativo grazie anche al satellite Micius.

Ma parliamo ora del dispositivo che ha permesso che questa videochiamata fosse possibile. Ovviamente ci riferiamo a Micius, il satellite di cui il nome è stato preso da un antico filosofo e scienziato cinese. Come abbiamo detto anche in precedenza, questo è stato messo in orbita dal governo cinese nell’agosto dello scorso anno. La sua distanza dalla terra risulta essere precisamente di 310 miglia. Micius contiene all’interno di esso un trasmettitore decoy-state QKD, una sorgente continua di fotoni e un analizzatore di teletrasporto quantico. A confermare i componenti del satellite rivoluzionario sono stati gli stessi ricercatori dell’Accademia Cinese delle Scienze.

Come funziona Micius

Il satellite trasmette un segnale attorno a tutto il globo usando l’intreccio quantico o creando coppie di fotoni che coesistono nello stesso stato quantistico. Anche a grandi distanze, i due fotoni saranno identici gli uni agli altri. I fotoni collegati permetteranno quindi di comunicare tra le due parti a patto che questi continuino a mantenere la stessa ed identica chiave segreta di accesso. Se questa cambia, la comunicazione si interrompe.

La chiave, nel caso della video chiamata, è stato un protone polarizzato oppure una particella subatomica della luce con magnetismo modificato e spin sul suo proprio asse. Gli scienziati hanno definito il processo come un vero e proprio teletrasporto di qualcosa attraverso lo spazio. E’ stato così che nello stesso momento è stato possibile collegare Pechino e Vienna.

satellite quantistico
Il satellite famoso si chiama Micius e prende il nome da un antico scienziato e filosofo cinese. Questo risulta essere in orbita dall’agosto del 2016. Sarebbe lui il principale responsabile della ricerca. E’ solo grazie all’utilizzo di questo dispositivo che sarà possibile effettuare videochiamate quantiche anche a distanze prolungate. Si potrebbe aprire così una nuova prospettiva per quanto riguarda il futuro delle telecomunicazioni.

Gli scienziati hanno anche spiegato che è impossibile intercettare questo tipo di trasmissione. Chiunque voglia “hackerare” le informazioni durante questo tipo di comunicazione dovrebbe prima di tutto osservare e cambiare la chiave segreta sfruttando le leggi della meccanica quantistica. Ciò però comporterebbe un problema per chi intercetta. Nel momento in cui la chiave viene cambiata, le due parti che sono in contatto, lecitamente, vengono avvertite dal cambio della chiave e di conseguenza vengono avvisate della presenza dell’intruso. Fin’ora questo tipo di comunicazione non è stato molto utilizzata proprio per limite di distanza che poteva raggiungere. La luce nella fibra veniva a dissolversi. In questo modo, spiegano gli scienziati, sarà possibile contattare qualsiasi punto della terra ad ogni tipo di distanza.

La tecnologia quantica è il futuro

“Lo scambio di informazioni quantiche criptate sulle distanze intercontinentali non fa altro che rafforzare l’idea che il potenziale delle tecnologie di comunicazione quantistica sia davvero elevato e argomento fondamentale delle future ricerche. Quello fatto oggi, è uno dei passi più importanti che proiettano al futuro. Se le ricerche procederanno come dovuto si apriranno le porte di un futuristico internet basato sul meccanismo della quantistica.” Sono state queste le parole del presidente dell’Accademia Austriaca delle Scienze.

cina quantistica
L’Accademia Cinese delle Scienze così come anche l’Accademia austriaca delle Scienze si ritengono molto soddisfatte del lavoro svolto. Se da una parte gli scienziati austriaci pensano di aver creato qualcosa di innovativo che può aprire le porte al futuro, dall’altra parte gli scienziati cinesi sono molto entusiasti perchè pensano che con questa scoperta il loro paese potrebbe diventare uno tra i principali competitor del settore tecnologico

D’altra parte, il governo cinese ha tenuto a precisare che il risultato ottenuto dimostra come il paese più popoloso al mondo sia sulla pista giusta per diventare un potente leader tecnologico mondiale:

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“La Cina ha effettuato grossi passi in avanti nelle varie industrie manifatturiere all’avanguardia. Tra queste figurano quella aerospaziale, nucleare e ferroviaria ad alta velocità. Queste saranno solo le basi per la costruzione di qualcosa che sarà in grado di competere con tutti i settori analoghi sparsi nel mondo, se la Cina continua a procedere di questo passo, la trasformazione della sigla (vista male da tutti) “Made in China” in “Designed in China” (sicuramente più apprezzata) sarà solo una questione di tempo. E’ questo quello che ha affermato l’Accademia Cinese delle Scienze in un comunicato al China Daily.