Il progetto EuroQCI dell’UE prevede la costruzione di una rete per le comunicazioni sicura basata sulle tecnologie quantistiche. Scopri come funzionerà.
Mentre IBM ha presentato il nuovo processore quantistico Heron a 133 qubit, l’Europa si prepara per i cyberattacchi del futuro e punta tutto sulla crittografia quantistica, la tecnologia di cybersecurity di nuovissima generazione.
Di fatto, è così all’avanguardia che ancora non è mai stata implementata in una rete reale. L’Europa ha lanciato il progetto EuroQCI per creare una rete di comunicazione sicura basata su questa tecnologia, che verrà utilizzata per garantire l’operatività e la sicurezza delle infrastrutture critiche, come gli ospedali, i server governativi o le reti dei trasporti.
In questo post parliamo di cybersicurezza quantistica, di crittografia e di scenari futuristici (ma reali). Buona lettura!
Il grande vantaggio della crittografia quantistica è che permette di notare subito se la comunicazione è stata intercettata o manipolata.
I computer quantistici
Iniziamo facendo una breve premessa per chi non ricorda cosa sono esattamente le tecnologie quantistiche. L’informatica si basa sulla logica binaria, che all’estremo si riduce a informazioni veicolate da circuiti che possono essere aperti o chiusi. Questa unità di informazione è quella che comunemente chiamiamo bit.
L’informatica basata sulla meccanica quantistica, invece, prevede l’utilizzo di particelle subatomiche (quelle che compongono gli atomi dei diversi elementi), come i fotoni e gli elettroni, per codificare le informazioni. Il grande vantaggio è che nella fisica quantistica le particelle possono avere più stati contemporaneamente (questo concetto è molto astratto, per cui ti chiediamo di prenderlo così com’è e andare avanti nella spiegazione).
Ad esempio, lo spin di un elettrone (ovvero il senso in cui gira rispetto al proprio asse) può essere contemporaneamente positivo e negativo secondo le leggi quantistiche, per cui può veicolare più informazione rispetto a un bit, e infatti questa nuova unità di misura viene chiamata qubit (bit quantistico).
A livello pratico, un computer quantistico è in grado di realizzare milioni di miliardi di calcoli al secondo, superando di gran lunga la potenza dei super computer odierni (basati sulla tradizionale informatica binaria).
La rete sicura EuroQCI
Le tecnologie quantistiche, quando saranno disponibili per il grande pubblico, creeranno una situazione ambivalente: da un lato ci saranno nuovi sistemi di sicurezza molto più intelligenti e precisi, dall’altro anche gli hacker avranno a disposizione più potenza di calcolo e quindi i cyberattacchi saranno più pericolosi.
Ad esempio, con un supercomputer quantistico, le password non saranno più sufficienti per proteggere un account. Perché il calcolatore sarà in grado di provare talmente tante combinazioni di caratteri al secondo, da riuscire a indovinare qualsiasi password in poco tempo.
Servono quindi nuove tecnologie e una di queste è la crittografia quantistica, su cui si basa la rete di comunicazione sicura per le infrastrutture critiche dell’Europa, il cui progetto si chiama EuroQCI (European Quantum Communication Infrastructure).
Questa rete prevede una parte terrestre composta di fibre ottiche e una parte satellitare, a cui contribuirà l’Agenzia Spaziale Europea (ESA). Lo sviluppo delle tecnologie e dei protocolli, invece, spetta a un gruppo di aziende che si è assegnato il nome evocativo di Nostradamus, tra cui spicca Deutsche Telekom.
La tecnologia più importante e innovativa di quelle impiegate nell’EuroQCI è la distribuzione a chiave quantistica (QKD), che in inglese sta appunto per Quantum Key Distribution.
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Come funziona la crittografia quantistica
La particolarità della QKD è che, grazie ai principi della fisica quantistica, consente di rilevare qualsiasi tentativo di intercettazione e manipolazione delle comunicazioni, oltre a essere molto più difficile da hackerare. Vediamo come funziona:
- I dati vengono prima codificati nel sistema binario.
- I bit così ottenuti vengono crittografati sfruttando le leggi della fisica quantistica invece dei tradizionali algoritmi di crittografia.
- I bit dei dati vengono abbinati a caratteristiche dei fotoni (le particelle della luce), come la fase e la polarizzazione. Questi stati vengono manipolati tramite apparecchiature sofisticate, in grado di isolare i fotoni e agire direttamente su di essi.
- Il mittente invia i fotoni tramite fibra ottica e comunicazione satellitare, e il destinatario li riceve.
- In base al principio di sovrapposizione, le particelle subatomiche possono avere più stati contemporaneamente, ad esempio la luce si comporta sia come una particella sia come un’onda, ma nel momento in cui il fenomeno viene osservato, la particella assume uno e uno solo dei suoi stati possibili.
- Per questo, quando i dati arrivano a destinazione, se sono stati intercettati o manipolati il destinatario lo vedrà immediatamente. Perché avranno perso la loro sovrapposizione di stati quantistici.
La meccanica quantistica sfida la comprensione umana, in quanto non rispetta la logica binaria su cui si basa la nostra capacità di ragionare. Il segreto sta nel ricordare che si tratta, come ogni teoria scientifica, di un modello esplicativo e descrittivo della realtà, che produce risultati verificabili e utilizzabili.
L’UE punta tutto sullo sviluppo di strumenti e tecnologie solo europee, per essere autonomi e rispettare standard di sicurezza più alti.
Che cosa cambia per le persone
L’Europa ha avviato la costruzione dell’EuroQCI perché prevede che in futuro gli attacchi informatici si intensificheranno e diventeranno sempre più pericolosi, soprattutto quando i computer quantistici diventeranno effettivamente disponibili alla popolazione (sì, prima o poi succederà anche questo).
La crittografia quantistica basata sulla QKD e l’utilizzo di altre tecnologie affini serviranno a proteggere la privacy dei cittadini europei. E, soprattutto, il funzionamento delle infrastrutture critiche degli stati membri, come ospedali, reti stradali, sistemi informatici degli enti governativi e così via.
Inoltre, grazie al consorzio di organizzazioni Nostradamus e all’indotto che si genererà, l’EuroQCI punta a promuovere lo sviluppo tecnologico in Europa, in particolare nel verticale dei computer quantistici e delle tecnologie di nuova generazione. Per l’Europa, è importante che i servizi fondamentali della società si basino su tecnologie europee e non dipendano unicamente da aziende di altri paesi. Sia per motivi politici sia per ragioni di conformità normativa.
Infatti, vale la pena ricordarlo, l’UE è il leader indiscusso in materia di regolamenti sul digitale, tra cui spiccano il GDPR, il DSA e il DMA e, presto, l’AI Act.
La meccanica e i computer quantistici sembrano fantascienza, e invece esistono già. Che la cybersecurity e le nazioni europee abbiamo scelto di puntare direttamente sulle nuove tecnologie è una notizia rassicurante.
Ci vorrà del tempo prima che l’EuroQCI sia pronta e operativa, ma lo stesso vale per i computer e la cybersecurity quantistica. Nel frattempo, possiamo proteggere i nostri dati con le suite di cybersicurezza intelligenti come Panda Dome, che ha moltissimi strumenti utili per tutti i tipi di utenti.
Approfondimenti
Per approfondire questi argomenti, che qui abbiamo toccato molto superficialmente e provato a spiegare in maniera semplice, ti consigliamo di leggere:
- Fisica quantistica per poeti, scritto dal Premio Nobel Leon Lederman e Cristopher T. Hill
- Il mondo secondo la fisica quantistica, di Fabio Fracas
- Helgoland, del professore di fisica Carlo Rovelli
Questi tre libri hanno il pregio di spiegare concetti difficili in modo semplice e interessante, se non addirittura avvincente.
Chi invece preferisse un testo di livello universitario, potrebbe leggere:
- Modern Quantum Mechanics (seconda edizione in inglese, poiché quella in italiano non è più in vendita), scritto da J. J. Sakurai e Jim Napolitano
- Meccanica quantistica, nascita e sviluppo, di Joseph Chahoud
Se invece vuoi qualcosa di meno impegnativo ma altrettanto stimolante, ti consigliamo la miniserie televisiva Devs, che affronta il tema della fisica e dei computer quantistici in chiave thriller e fantascientifica.
Buona navigazione e buona scoperta della cybersicurezza quantistica!