Innovazione tecnologica

Crittografia quantistica 4D: la luce impedisce che la crittografia dei dati venga craccata

Hans-Martin Durst Autor, Hemd & Hoodie

La crittografia quantistica 4D codifica i dati in particelle di luce che raggiungono il destinatario subito dopo l’invio, rendendo i dati inaccessibili ai criminali informatici.

Le prestazioni dei computer sono costantemente in crescita, ma gli algoritmi di crittografia attuali non offrono una protezione sufficiente dal crimine informatico. Tuttavia, la codifica dei dati che impiega particelle di luce è attualmente considerata inattaccabile dagli hacker, e quindi questo metodo potrebbe diventare la crittografia del futuro. Ora per la prima volta è stato possibile inviare un messaggio crittografato con più di un bit per fotone all’esterno di un laboratorio. I dati sono stati trasferiti su una distanza di 300 metri tra i tetti di due case a Ottawa, in Canada, dimostrando che la crittografia quantistica 4D è adeguata per l’utilizzo quotidiano.

Se in una crittografia quantistica 2D tradizionale ciascuna particella di luce è codificata con un uno o uno zero e trasferisce quindi un solo bit, il processo 4D è in grado di gestire due bit alla volta, dal momento che i fotoni possono essere codificati come 00, 01, 10 o 11. Questo metodo velocizza immensamente il trasferimento dei dati, poiché anche la codifica di una lettera richiede otto bit. Durante l’attività di test, la crittografia quantistica è stata in grado di trasferire una quantità di dati per particella di luce 1,6 volte superiore al processo 2D. Ciò significa che il destinatario ottiene le informazioni quasi istantaneamente dopo che sono state inviate, anche a grandi distanze.

La crittografia 4D come base per una rete di comunicazioni globale

“Questo metodo ha le potenzialità di collegare la Terra con i satelliti”, afferma Ebrahim Karimi, che ha condotto l’esperimento del trasferimento di dati. Insieme ai colleghi dell’Università di Ottawa ha voluto dimostrare che la crittografia quantistica 4D funziona anche quando è influenzata dalla presenza di interferenze nelle metropoli. Nonostante la turbolenza dell’aria e le radiazioni elettromagnetiche, gli scienziati sono riusciti a raggiungere un tasso di errore pari a solo l’11 per cento durante gli esperimenti. Proteggere il trasferimento dei dati diventa impossibile solo al 19 per cento. In confronto alla crittografia 2D, il trasferimento 4D è stato molto più tollerante verso le interferenze, comportando una maggiore sicurezza.

Il primo test per verificare se la crittografia quantistica 4D sia adatta per l’uso quotidiano si è svolta tra due tetti.
Il primo test per verificare se la crittografia quantistica 4D sia adatta per l’uso quotidiano si è svolta tra due tetti. Immagine: Università di Ottawa

Ciò significa che è possibile sviluppare una rete di comunicazioni globale basata sulla crittografia quantistica 4D. Questa rete può raggiungere località in cui non non è economicamente convenienti installare cavi a fibre ottiche. Dal momento che i satelliti richiesti per la rete orbiterebbero a grandi altitudini, gli scienziati intendono svolgere ulteriori esperimenti su maggiori distanze. Si pensa a tre stazioni di test, a una distanza di 5,6 chilometri. “Il nostro obiettivo di lungo termine è di implementare una rete di comunicazioni quantistica con diversi collegamenti, utilizzando più di quattro dimensioni e provando ad aggirare la turbolenza”, spiega Alicia Sit, un membro del team di ricerca.

Foto di apertura: momento “Eureka” — Team SQO e Università di Ottawa – (montaggio)

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