Il progetto QUID (Quantum Italy Deployment) punta all’integrazione di reti quantistiche e all’espansione dell’infrastruttura di comunicazione quantistica in Italia.
Il progetto QUID riveste un’importanza fondamentale in questo momento storico, poiché l’Italia si posiziona tra le nazioni più esposte a spionaggio e attacchi da parte di hacker. Di conseguenza, il potenziamento del sistema di crittografia è considerato una delle principali priorità per l’ACN (Agenzia per la Cybersecurity Nazionale). https://www.acn.gov.it/ACN_Strategia.pdf
Prima di approfondire il progetto QUID, che sta già attirando l’attenzione di diverse testate, è opportuno fornire una semplice introduzione ai concetti di crittografia e crittografia quantistica.
La crittografia quantistica è un ramo della crittografia (comunicazione cifrata) che si basa sui principi della meccanica quantistica per garantire la sicurezza delle comunicazioni. Se una comunicazione viene comunque intercettata, non sarà possibile decifrare il messaggio criptato che gli interlocutori si sono trasmessi. Nella comunicazione quantistica viene rivelata anche la presenza dell’intercettatore.
La crittografia tradizionale si basa sulla difficoltà computazionale di risolvere determinati problemi matematici, ma la crittografia quantistica sfrutta le proprietà fondamentali delle particelle subatomiche per garantire la sicurezza dei dati.
Il principio chiave della crittografia quantistica è quello dell'”intrinseca indistinguibilità” delle particelle quantistiche. Questo significa che se due particelle quantistiche sono correlate in un modo particolare, come ad esempio essere in uno stato di “entanglement”, allora qualsiasi modifica o osservazione di una delle particelle avrà un effetto immediato sull’altra, indipendentemente dalla distanza tra di loro. Questo fenomeno è noto come “non-località”.
Utilizzando questo principio, è possibile creare un sistema di comunicazione quantistica sicuro chiamato “quantum key distribution” (QKD). In un protocollo QKD, due parti, chiamate Antonio e Beatrice, scambiano particelle quantistiche, come fotoni, lungo un canale di comunicazione. Antonio genera una serie di fotoni correlati in uno stato quantistico specifico e li invia a Beatrice.
Durante la trasmissione, qualsiasi tentativo di intercettazione o osservazione dei fotoni da parte di un terzo osservatore, che chiameremo “intruso”, disturberà lo stato dei fotoni, rivelando così la presenza “dell’intruso”. La presenza dell’intruso può essere rilevata attraverso opportune misurazioni quantistiche.
Alla fine della comunicazione, Antonio e Beatrice condivideranno una chiave crittografica segreta basata sullo stato quantistico dei fotoni che hanno ricevuto. Poiché la sicurezza del protocollo si basa sulle proprietà quantistiche intrinseche delle particelle, qualsiasi tentativo di intercettazione dei fotoni da parte “dell’intruso” verrà rilevato e la chiave crittografica sarà corrotta.
La crittografia quantistica offre un livello di sicurezza superiore rispetto alla crittografia tradizionale, in quanto sfrutta le leggi fondamentali della fisica quantistica per garantire la sicurezza delle comunicazioni. Tuttavia, è importante notare che la crittografia quantistica si occupa principalmente della sicurezza nella trasmissione delle chiavi crittografiche, mentre la crittografia tradizionale è ancora utilizzata per crittografare effettivamente i dati.
———————————–
– Il progetto QUID (Quantum Italy Deployment) sta prendendo forma come una importante iniziativa italiana nel campo della comunicazione quantistica della cybersicurity. Con il sostegno della Commissione Europea, QUID mira a creare un’infrastruttura nazionale all’avanguardia per la comunicazione quantistica, in linea con la European Quantum Communication Infrastructure (EuroQCI).
L’obiettivo primario di QUID è l’integrazione delle infrastrutture di comunicazione esistenti, sia in fibra ottica che via etere, attraverso l’implementazione di sistemi di distribuzione quantistica di chiavi crittografiche (QKD). Questi sistemi innovatori copriranno ampie porzioni del territorio italiano, permettendo un trasferimento di informazioni sicuro e resistente alle minacce informatiche.
Un elemento chiave del progetto è la collaborazione con l’Università degli Studi di Trieste, che ha dimostrato di aver sviluppato notevoli competenze nell’ambito delle tecnologie quantistiche. L’ateneo triestino si è distinto per la creazione di una rete regionale di comunicazione quantistica, finanziata dalla Regione Autonoma Friuli Venezia Giulia (RAFVG). La partecipazione dell’Università di Trieste a QUID permetterà di connettere la rete nazionale emergente al territorio di Trieste e, in futuro, ai paesi dell’Est Europa passando per l’area Balcanica confinante.
Un aspetto innovativo di QUID è lo sviluppo dei nodi delle reti di comunicazione quantistica metropolitane (QMANs). Questi nodi saranno collegati attraverso l’Italian Quantum Backbone, un’infrastruttura che si estende sull’intero territorio italiano e che distribuisce segnali di tempo e frequenza campione con una stabilità e un’accuratezza senza precedenti, utilizzando le fibre ottiche commerciali esistenti. Attraverso scambi di chiave quantistica tra i nodi QMAN, basati su sistemi QKD a variabili discrete, QUID garantirà una comunicazione sicura e affidabile anche su distanze superiori a quelle metropolitane.
Non solo: QUID si prefigge di unire i siti cruciali che collegano la comunicazione in fibra ottica con il segmento spaziale dell’infrastruttura di comunicazione quantistica europea. Questo consentirà di aprire nuovi orizzonti per la comunicazione quantistica, sfruttando sia le risorse terrestri che spaziali.
Oltre all’aspetto infrastrutturale, QUID dedica una grande attenzione allo sviluppo di metodi per l’erogazione ottimale dei servizi di comunicazione quantistica. Ciò implica l’adozione di tecniche innovative legate alla QKD, che permetteranno un incremento significativo della frequenza di trasmissione e l’utilizzo di nuovi tipi di fibre ottiche, nonché la trasmissione in etere.
Il consorzio QUID rappresenta una sinergia tra le principali aziende italiane del settore, istituti di ricerca di spicco nel campo della comunicazione quantistica e università dedite all’innovazione e alla formazione. Guidato dall’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM), il consorzio comprende importanti entità come l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Thales Alenia Space – Italia, Coherentia, QTI, Leonardo, ThinkQuantum, Tim SPA, Telsy, Telespazio, il Consorzio TOP-IX, il Politecnico di Milano, l’Università degli Studi dell’Aquila, l’Università La Sapienza, l’Università degli Studi di Napoli Federico II, l’Università degli Studi di Padova e l’Università degli Studi di Trieste.
La presenza di aziende che producono dispositivi QKD, gestiscono reti di telecomunicazioni e offrono soluzioni integrate di sicurezza informatica permetterà un agevole collegamento in tutto il territorio nazionale. Questa collaborazione multidisciplinare consentirà un rapido sviluppo e l’adozione di soluzioni all’avanguardia.
Il progetto QUID non solo sottolinea l’impegno dell’Italia in questo tipo di delle tecnologie, ma pone anche il Paese in una posizione di leadership nel contesto europeo.
In conclusione, grazie a QUID, l’Italia si posiziona al vertice della comunicazione quantistica europea, creando le condizioni per un futuro in cui i cittadini sono garantiti nella loro privacy e le infrastrutture sono protette da attacchi informatici.
Ci auguriamo che il progetto proceda rapidamente, superando eventuali ostacoli burocratici, al fine di consentire all’Italia di iniziare a colmare almeno le falle più significative nella propria sicurezza informatica.
