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Creata da Teng-Yun Chen e dai suoi colleghi dell’Università della scienza e della tecnologia della Cina (Ustc) a Hefei, la rete sfrutta cavi in fibra ottica per collegare quaranta computer di uffici governativi, banche e università, raggruppati in tre sottoreti, ciascuna distante una quindicina di chilometri dall’altra.

In una rete informatica tradizionale i dati sono inviati in pacchetti che possono essere intercettati da chiunque. Avendo a disposizione tempo e potenza di calcolo, si possono decifrare perfino i messaggi criptati. La distribuzione a chiave quantistica permette invece di avere comunicazioni criptate, e totalmente sicure, grazie all’invio di fotoni in determinati stati quantici. Per le particolari proprietà della fisica quantistica qualsiasi tentativo di osservare o copiare uno stato quantico finisce per alterarlo, e questo rende impossibile intercettare un collegamento senza farsi scoprire.

Affinché una rete quantistica sia solida è necessario che tutti gli utenti siano collegati tra loro, il che risulta economicamente proibitivo se non per le reti più piccole: provate a immaginare una versione di internet che richieda il collegamento diretto tra tutti i computer. Per risolvere il problema il team dell’Ustc ha usato sottoreti più piccole e commutatori in grado di mettere in contatto i diversi utenti, un po’ come i centralinisti che collegano i cavi telefonici.

La rete comprende anche tre cosiddetti ripetitori affidabili, che ne semplificano l’architettura ma hanno un difetto perché, in teoria, potrebbero essere usati per intercettare i dati trasmessi da un utente all’altro. Altri svantaggi consistono nel fatto che la rete trasmette solo a 49,5 kilobit al secondo (è più lenta dei modem degli anni novanta) e che per stabilire una connessione sicura impiega fino a cinque minuti, perché per individuare i singoli fotoni è necessaria una calibrazione precisa.

In un articolo pubblicato sulla rivista Npj Quantum Information, i ricercatori scrivono che la rete è attiva da 31 mesi e può interagire con reti simili attraverso collegamenti a lunga distanza e ripetitori satellitari, gettando le basi di una rete quantistica globale. Il team ha preferito non rilasciare ulteriori dichiarazioni.

Secondo Siddarth Joshi dell’università di Bristol, nel Regno Unito, l’esperimento è la dimostrazione su vasta scala di una rete quantistica di prima generazione. In una rete di seconda generazione (il cosiddetto internet quantistico) sarà invece possibile scambiarsi fotoni direttamente, evitando di ricorrere ai ripetitori affidabili.

“Se pensiamo all’evoluzione dal telegrafo al telefono fino a internet”, spiega Joshi, “possiamo dire che la comunicazione quantistica è appena uscita dalla fase del telegrafo e sta entrando in quella del telefono, in cui i centralinisti mettono in contatto gli utenti. In futuro l’obiettivo è ottenere una comunicazione decisamente più fluida”.

Secondo Richard Penty dell’università di Cambridge, nel Regno Unito, la rete quantistica metropolitana di Hefei s’ispira all’architettura delle comunicazioni classiche ed è la più grande mai realizzata, anche se non è ancora abbastanza veloce da garantire un uso quotidiano. “Non la definirei un’applicazione concreta, ma è un passo in quella direzione”, conclude. ◆ sdf