Il quantum computing può sembrare una tecnologia avveniristica, ma un importante programma di ricerca dell’Unione Europea, che coinvolge Orange, sta già rivelando nuove applicazioni promettenti per crittografia e cyber defense
A cura di Gianfranco Gargiulo, Cloud Consultant, Orange Business Services
L’anno scorso, Google ha annunciato di aver realizzato un processore quantico da 72 qubit, che la società ha descritto come il più veloce mai esistito. Più di recente, IBM ha svelato il primo computer quantistico disponibile in commercio, il Q System One. Anche Microsoft, che lavora su quantum computing scalabile già da quasi due decenni, punta a vincere la gara dei quanti.
Anche se il quantum computing è ancora una tecnologia immatura, suscita grande interesse perché “dalla ricerca stiamo passando alla realtà”, commenta Brian Hopkins, Vicepresidente e analista principale di Forrester Research. “Il quantum computing è una tipologia di hardware e software emergenti che sfrutta il fenomeno subatomico per risolvere problemi difficili a livello computazionale”, spiega.
Il quantum computing è molto più rapido di quello convenzionale, intrinsecamente scalabile e simultaneo. Non sostituirà i computer tradizionali, ma secondo Francesca Ciarletta, analista capo di IDC, ha potenziale in ambiti come i servizi finanziari, la scienza dei materiali, la logistica e il settore farmaceutico: questi settori “dovrebbero iniziare a studiare il potenziale del quantum per sfruttare al massimo la tecnologia prima che raggiunga la sua maturità”, ha affermato.
Gartner si spinge fino a includere il quantum computing nelle “10 tendenze tecnologiche più importanti del 2019”, pur ammettendo che è il trend più controverso tra quelli segnalati, poiché ha ancora molta strada da percorrere per diventare mainstream. La società di analisi, tuttavia, prevede che entro il 2023, il 20% delle organizzazioni – oggi è meno dell’1% – spenderà per progetti di calcolo quantistico, citando la potenza di elaborazione come fattore disruptive per le aziende.
Il quantum cattura l’attenzione globale
Il quantum ha sicuramente attirato l’attenzione dei governi, che vorrebbero provare a renderla una tecnologia praticabile di calcolo. L’Unione Europea ha stanziato 10 miliardi di euro per il progetto “Quantum Flagship”, dedicato all’innovazione quantistica. La Camera degli Stati Uniti ha recentemente approvato un progetto di legge per dare impulso al quantum computing. Anche la Cina ha già investito molto, creando – tra le altre cose – una rete quantistica di satelliti e comunicazioni.
“Il progetto Flagship dell’UE offre un’opportunità unica per stringere alleanze di ricerca che collegano insieme i gruppi accademici migliori nello sforzo di risolvere alcune delle principali sfide che la nostra società deve affrontare, come la sicurezza o il supercalcolo. Il sogno è quello di costruire computer quantistici in grado di risolvere problemi impossibili per i computer esistenti – o un Internet quantico, dove la comunicazione indistruttibile può avvenire senza rischi e la sicurezza è garantita dalle leggi della fisica quantistica”, spiega Peter Lodahl, professore al Niels Bohr Institute, una delle istituzioni che partecipano a questa collaborazione di ricerca europea di alto profilo.
Orange fa parte del progetto europeo CiViQ (Continuous Variable Quantum Communications), legato all’iniziativa quantistica Flagship dell’UE. Il progetto CiViQ studia l’applicazione del protocollo Quantum Key Distribution alle rete di telecomunicazioni di nuova generazione.
Quantum: il futuro di Internet
La sicurezza di Internet è un problema centrale in un mondo che diventa sempre più connesso. Il Quantum computing renderà inutile i sistemi di crittografia più potenti attualmente utilizzati, ma allo stesso tempo contribuirà a risolvere il problema grazie alla crittografia quantistica. La crittografia quantistica si basa sulla meccanica quantistica e offre metodi, sistemi e protocolli che non possono essere aggirati.
Il Quantum Key Distribution (QKD) è il più utilizzato tra i protocolli di crittografia quantistica e utilizza particelle quantistiche per garantire comunicazioni sicure tra due parti. Vengono generate chiavi segrete casuali sicure, utilizzate per crittografare e decrittografare i messaggi.
A oggi la crittografia quantistica presenta ancora molte sfide da affrontare. Il QKD, ad esempio, è ancora costoso e non funziona perfettamente nelle reti di telecomunicazioni. Anche sul raggio di trasmissione c’è ancora molto da lavorare. L’Università di Ginevra ha registrato un record di distanza di 421 km per il QKD basato su fibra ottica. Orange, che fa parte dell’iniziativa CiViQ, lavorerà al superamento di questi ostacoli.
CiViQ si sta concentrando su una famiglia di protocolli in cui le ampiezze del campo elettrico siano misurate direttamente mediante il rilevamento coerente, un metodo utilizzato nelle telecomunicazioni ottiche coerenti. Si pensa che questa tecnica porterà in ultimo a sviluppare una tecnologia più economica, da integrare in un’infinità di applicazioni per l’industria, oltre che nelle reti di telecomunicazioni.
“Nei prossimi tre anni, CiViQ metterà insieme la tecnologia per soddisfare specifici requisiti di sicurezza della rete: un approccio guidato dall’utente finale, insieme all’integrazione flessibile nelle reti di telecomunicazione, è un prerequisito per avere un impatto positivo sui mercati della crittografia e della sicurezza informatica” ha commentato Valerio Pruneri, ICREA Professore di ricerca in Scienze ingegneristiche presso l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) e coordinatore del progetto.
Per chi fosse interessato a seguire lo stato di avanzamento dei lavori ulteriori informazioni sono disponibili sul sito internet: http://civiquantum.eu
Il programma CiViQ è un grande esempio di co-innovazione: riunisce un consorzio di 21 partner che coprono l’intera catena di fornitura di QKD, da gruppi di ricerca accademici a produttori di componenti, da fornitori di apparecchiature industriali a operatori di reti di telecomunicazione, fino agli utenti finali.
Mettere in sicurezza la nuova frontiera
La crittografia quantistica ha il potenziale per essere alla base della futura sicurezza dei dati. A differenza delle soluzioni disponibili oggi, può rendere la sicurezza “a prova di futuro”, compreso il quantum computing.
Internet come la conosciamo non è stata creata pensando alla sicurezza. Le competenze che Orange e gli altri partner mettono in campo come parte dell’iniziativa CiViQ sono fondamentali per promuovere servizi di sicurezza potenziati dalla quantistica, che conducono a nuove modalità di trasmissione di dati e di crittografia praticamente inviolabile.
