Dei computer quantistici si è parlato tanto negli ultimi anni, ma nessuno finora era mai riuscito a mettere in comunicazione due macchine attraverso una rete sicura e affidabile. Infatti quando due persone scambiano tra loro informazioni in rete, spesso è necessario criptarle per evitare che qualcuno le possa manipolare a nostra insaputa. Un obiettivo irraggiungibile per i network fotonici, almeno fino a oggi.

Come dimostra uno studio pubblicato su Nature, anche le informazioni veicolate da reti di computer quantistici possono essere codificate. Tutto grazie a un sistema quasi infallibile che sfrutta le proprietà degli atomi di presentarsi in diversi stadi di energia. Non è una novità per la fisica quantistica ma, come spiega Stephan Ritter - fisico del Max-Planck-Institut für Quantenoptik e autore della ricerca - il passo fondamentale è stato integrare queste caratteristiche in un network chiuso.

Il team di ricerca ha steso un cavo in fibra ottica di 60 metri sotto la strada che separa due dei suoi laboratori, creando un mini-network dotato di due nodi principali (A e B). Ognuno dei due punti della rete ospita un atomo che può avere stadi di energia separati definiti come 0 e 1, proprio come accade per i bit dei normali computer.

L'unica differenza consiste nel fatto che applicando un laser all'atomo A, viene generato un fotone che viaggia attraverso il cavo fino al nodo B, dove viene assorbito dal secondo atomo. Questo passaggio di informazioni modifica lo stato quantistico dell'atomo B, sincronizzandolo su quello del primo. In pratica, è come se avvenisse uno scambio di password attraverso un network tradizionale. Infatti, le keyword di criptazione viaggiano come pacchetti di dati sul network in cui transita anche il resto delle informazioni.

Ma il fatto che la password quantistica dipenda dalla sollecitazione di un atomo fa sì che sia praticamente impossibile riprodurla agendo dall'esterno. Già, perché nel momento in cui un estraneo al network usa un laser per "leggere" lo stato di un atomo ottiene inevitabilmente una firma del tutto differente da quella iniziale. Come dimostra il paradosso di Schroedinger, è impossibile sapere se il gatto è vivo o morto fino a quando non apriamo la sua famosa scatola.

Inoltre, il network sviluppato da Ritter è perfettamente scalabile. Basta aggiungere un nodo C che riceva la keyword generata da A e B per allargare la protezione a qualsiasi utente faccia parte della rete fotonica. Tutto grazie al fenomeno dell'entanglement quantistico, che permette di trasferire lo stadio di energia di un singolo atomo a qualsiasi altro nodo.

Agli scienziati ora non resta che lavorare sodo per rendere commerciabile questo tipo di tecnologia: per generare il fotone A, infatti, sono necessarie apparecchiature da laboratorio molto sofisticate che occupano molto più spazio di un banale modem.