Il mini-satellite apre la strada alle comunicazioni quantistiche in tutto il mondo

Il mini-satellite apre la strada alle comunicazioni quantistiche in tutto il mondo

I ricercatori hanno stabilito un record di distanza nelle comunicazioni quantistiche inviando una chiave di crittografia segreta a quasi 13.000 km dalla Cina al Sud Africa. È stato utilizzato un “microsatellite” leggero ed economico.

Il satellite è stato in grado di inviare impulsi di luce con speciali stati quantici da un tetto di Pechino a un altro dell’Università di Stellenbosch vicino a Città del Capo. Questi impulsi si sono formati una chiave quantistica utilizzata per crittografare due immagini – uno della Grande Muraglia Cinese e uno che mostra parte del campus di Stellenbosch. Questo risultato, un tipo di crittografia nota come distribuzione delle chiavi quantistiche (QKD), è un passo avanti verso la capacità di inviare messaggi ultra sicuri tra qualsiasi luogo, anche molto distante. È stato descritto il 19 marzo sulla rivista Nature 1.

Il satellite, chiamato Jinan-1, è dieci volte più leggero, 45 volte più economico e significativamente più efficiente del suo predecessore. Micius, lanciato nel 2016 afferma Jian-Wei Pan, fisico quantistico dell'Università di Scienza e Tecnologia di Hefei, in Cina, che ha guidato il progetto.

Il team di Pan ha anche ridotto il peso del ricevitore della stazione di terra da 13.000 kg a 100 kg portatili. "Vogliamo trasformare la tecnologia da una prova di principio a un'applicazione veramente pratica e utile", afferma. Pan aggiunge che il suo team sta lavorando con la società di telecomunicazioni China Telecom con sede a Pechino per lanciare altri quattro microsatelliti nel 2026 per applicazioni commerciali.

"Questa è un'altra pietra miliare nello sviluppo di una rete QKD globale", afferma Alexander Ling, fisico quantistico presso l'Università Nazionale di Singapore. Il satellite rappresenta "un progresso significativo" nell'applicazione in tempo reale di questo tipo di crittografia, aggiunge Katanya Kuntz, fisica quantistica e co-fondatrice di Qubo Consulting, una società con sede a Calgary, in Canada, che aiuta altre aziende a implementare tecnologie quantistiche.

Codici infrangibili

I fisici credono che il futuro dei computer quantistici può decifrare molti tipi di crittografia, ma tecniche come QKD forniscono "una garanzia molto forte che un futuro computer quantistico non potrà leggere comunicazioni riservate", afferma Ling.

QKD è già utilizzato da banche e governi per trasmettere chiavi su linee in fibra ottica. Tuttavia, questi cavi assorbono fotoni, il che limita la distanza in cui il segnale può essere trasmesso. Poiché la luce viene assorbita molto più lentamente nell’aria che in un cavo in fibra ottica, i satelliti potrebbero fungere da relè per trasmettere chiavi segrete quasi ovunque sulla Terra.

La crittografia quantistica si basa sull'idea che due parti condividono una chiave segreta per crittografare un messaggio in modo che solo loro possano decrittografarlo.

L'esperimento di Pan prevedeva l'invio di impulsi di luce, ciascuno in una "sovrapposizione" in cui esistono simultaneamente in due stati quantistici, che rappresentano 1 o 0. Confrontando le impostazioni utilizzate dal trasmettitore con quelle utilizzate dal ricevitore per misurare gli impulsi, le due parti possono elaborare una selezione di 1 o 0 misurati da utilizzare come chiave sicura. Quando un intercettatore tenta di intercettare il messaggio, interrompe gli stati quantistici e produce rumore, indicando una compromissione della chiave.

1. Li, Y. et al. Natura https://doi.org/10.1038/s41586-025-08739-z (2025).

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