È un piccolo satellite cinese denominato Jinan-1 a rivoluzionare la trasmissione criptata globale, stabilendo ponti sicuri tra i continenti

Il 27 luglio 2022, la Cina ha lanciato Jinan-1, il primo microsatellite quantistico al mondo, segnando un passo significativo verso la realizzazione di una rete globale di comunicazioni sicure.

Il lancio è avvenuto dallo Jiuquan Satellite Launch Center, situato nel nord-ovest del territorio della Repubblica Popolare, a bordo del razzo Lijian 1, noto anche come Kinetica 1.

Questo satellite, delle dimensioni di un frigorifero e con un peso notevolmente ridotto rispetto ai suoi predecessori, ha dimostrato la capacità di trasmettere chiavi quantistiche crittografiche tra più stazioni terrestri mobili, aprendo nuove possibilità per la sicurezza delle comunicazioni a livello internazionale.

L’esperimento ha confermato l’efficacia della Quantum Key Distribution (QKD), una tecnologia che sfrutta i principi della meccanica quantistica per garantire comunicazioni teoricamente inviolabili.

Con il progresso di queste tecnologie, si prevede un impatto significativo nei settori della sicurezza informatica, delle telecomunicazioni e della difesa.

Ecco il salto tecnologico verso la sicurezza delle comunicazioni

Il gruppo di ricerca, guidato da Jian-Wei Pan dell’Università della Scienza e della Tecnologia della Cina, ha sviluppato tecnologie chiave per miniaturizzare le sorgenti di luce QKD e realizzare stazioni terrestri ottiche compatte, riducendo il peso del satellite a meno di 100 chilogrammi.

La riduzione delle dimensioni e del peso ha rappresentato un notevole progresso rispetto al precedente satellite Micius, lanciato nel 2016, che pesava circa 600 kg. Tutto questo ha permesso di abbattere i costi di lancio e rendere il sistema più accessibile, ponendo le basi per una futura costellazione di microsatelliti dedicati alla comunicazione quantistica.

L’utilizzo di questi dispositivi orbitali permette di superare le limitazioni delle reti in fibra ottica, che soffrono di un’attenuazione del segnale quantistico su lunghe distanze.

Infatti, mentre le reti terrestri richiedono nodi intermedi per rigenerare il segnale, aumentando il rischio di vulnerabilità, i satelliti quantistici operano in uno spazio privo di interferenze, garantendo un’integrità del segnale senza precedenti.

Un grande record di comunicazione quantistica intercontinentale

Nell’ottobre 2024, durante una serie di test, Jinan-1 ha stabilito collegamenti ottici con stazioni terrestri in diverse città cinesi e con una stazione a Stellenbosch, in Sudafrica. Il satellite ha trasmesso circa 250 milioni di fotoni quantistici al secondo, generando fino a 1 Mbit di chiavi sicure per ogni passaggio.

L’esperimento ha rappresentato una pietra miliare nella comunicazione quantistica intercontinentale, consentendo la condivisione sicura di chiavi crittografiche tra Pechino e la località della Provincia del Capo Occidentale, due località separate da 12.900 km.

L’impiego del satellite come relè fidato ha dimostrato che è possibile implementare connessioni sicure su scala planetaria, eliminando il rischio di intercettazioni.

Diverse prospettive future per una rete quantistica davvero globale

Questo risultato rappresenta un passo avanti verso la creazione di una costellazione di microsatelliti quantistici, fornendo servizi di comunicazione sicura su scala globale. Secondo Pan Jianwei,

“vogliamo migliorare la tecnologia da una prova di principio a qualcosa di veramente pratico e utile”.

La squadra di ricercatori sta attualmente collaborando con China Telecom per il lancio di altri quattro microsatelliti entro il 2026, con l’obiettivo di integrare questi sistemi nella rete commerciale.

Una volta implementata, questa infrastruttura permetterà di proteggere informazioni sensibili a livello governativo, aziendale e scientifico, ponendosi come una delle soluzioni più avanzate per la sicurezza delle telecomunicazioni.

Alexander Ling, fisico quantistico presso l’Università Nazionale di Singapore, ha commentato:

“Questo è realmente un altro importante, traguardo nello sviluppo di una rete QKD globale”.

Il successo di Jinan-1 sottolinea l’importanza della collaborazione internazionale e dell’innovazione tecnologica nel campo delle comunicazioni quantistiche, aprendo la strada a un futuro in cui la sicurezza delle informazioni sarà garantita su scala planetaria.

L’industria delle telecomunicazioni guarda con grande interesse a questi sviluppi, poiché la capacità di garantire comunicazioni sicure avrà implicazioni cruciali in diversi settori, dalla sicurezza nazionale ai servizi finanziari. Nei prossimi anni, si prevede un aumento degli investimenti nella ricerca quantistica, con l’obiettivo di creare un’infrastruttura globale affidabile e scalabile.

Se i test futuri confermeranno l’affidabilità di questi sistemi, potremo assistere all’inizio di una nuova era per le comunicazioni sicure, in cui le informazioni sensibili saranno protette da principi fisici piuttosto che da algoritmi crittografici tradizionali, spesso vulnerabili ad attacchi informatici avanzati.

Dall’Accademia Austriaca delle Scienze alla Northwestern University

Nel frattempo, prosegue l’innovazione tecnologica figlia della fisica quantistica, branca della materia che studia il comportamento della materia e dell’energia su scala microscopica, come atomi e particelle subatomiche.

Nacque all’inizio del Novecento con Max Planck, che introdusse il concetto di quanto di energia per spiegare la radiazione del corpo nero. Fu poi sviluppata da scienziati come Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg ed Erwin Schrödinger.

A differenza della fisica classica, la quantistica descrive fenomeni controintuitivi come la sovrapposizione degli stati, l’entanglement (intreccio quantistico) e la quantizzazione dell’energia. Ha rivoluzionato la nostra comprensione del mondo fisico e ha portato a tecnologie come laser, risonanza magnetica, semiconduttori e, più recentemente, i computer quantistici.

Il record più recente nella comunicazione quantica è stato stabilito nel dicembre 2022, quando fisici dell’Accademia Austriaca delle Scienze sono riusciti a intrecciare fotoni su una distanza di 248 chilometri attraverso fibre ottiche. Questo risultato ha più che raddoppiato il precedente record di quasi 100 chilometri stabilito nel 2019. L’esperimento faceva parte del progetto QUAPITAL, volto a creare una rete quantistica nell’Europa centrale.

Inoltre, nel dicembre 2024, ingegneri della Northwestern University negli Stati Uniti d’America hanno teletrasportato un qubit attraverso un cavo in fibra ottica convenzionale lungo 30 chilometri. Questo progresso semplifica l’infrastruttura necessaria per i computer quantici e consente la trasmissione di dati a velocità molto più elevate, anche attraverso i satelliti.
Questi avanzamenti rappresentano passi significativi verso la realizzazione di una rete quantistica globale, migliorando la sicurezza e l’efficienza delle comunicazioni future.

Ecco tre approfondimenti che potrebbero interessarti:

Il futuro dei viaggi ipersonici ora prende forma anche in Cina
Majorana 1 di Microsoft: la rivoluzione quantistica cambierà il futuro
Space economy, la lente di osservazione dei mercati finanziari