Comunicazione quantistica: la nuova frontiera della sicurezza digitale europea
Immagine in evidenza da European Space Agency
Quando si parla del rapporto tra quantum computing e sicurezza informatica il
pensiero è spesso rivolto al tema della crittografia: in futuro un tecnico
potrebbe accendere un computer quantistico all’interno di un data center e in
pochi minuti decifrare comunicazioni intercettate e archiviate dieci anni prima,
protette dagli algoritmi crittografici moderni (harvest now, decrypt later).
Documenti governativi, transazioni bancarie, segreti industriali improvvisamente
esposti. Non è fantascienza, ma il potenziale scenario che ha spinto Stati,
infrastrutture critiche e organizzazioni di tutto il mondo alla transizione
verso nuovi algoritmi di cifratura, resistenti agli attacchi quantistici.
Un altro tema cruciale della crittografia del futuro è però quello dello scambio
sicuro delle chiavi crittografiche, per impedire che possano essere intercettate
o manipolate: un problema che ha portato Europa, Stati Uniti, Cina e Russia a
investire massicciamente in un’altra tecnologia: la comunicazione quantistica.
L’Agenzia spaziale europea (ESA) ha affidato a un consorzio guidato da Thales
Alenia Space un contratto da 50 milioni di euro per la fase di definizione della
missione SAGA. L’obiettivo è progettare un satellite capace di generare e
distribuire chiavi crittografiche quantistiche per usi governativi e per
collegare il futuro network EuroQCI, la dorsale europea per la comunicazione
quantistica sicura.
Fabio Sciarrino, professore di fisica quantistica alla Sapienza di Roma, ha
spiegato che con SAGA l’Europa avrà un segmento spaziale sovrano per la
sicurezza delle comunicazioni: “Non si tratta solo di tecnologia: è una
questione di autonomia strategica”.
Computer quantistici e crittografia moderna: “harvest now, decrypt later”
Rubare oggi, decifrare domani. Agenzie di intelligence e attori statali stanno
raccogliendo enormi quantità di dati cifrati, sapendo che, tra dieci o quindici
anni, i computer quantistici saranno abbastanza potenti da leggerli. “I dati
raccolti oggi possono essere messi da parte e letti quando i computer
quantistici diventeranno abbastanza potenti”, ha spiegato Giuseppe Vallone,
docente all’Università di Padova. “Per settori come sanità, energia e finanza, è
un rischio reale”.
Nel 2019, Google dichiarò di aver raggiunto la “quantum supremacy”. Nel 2023,
IBM superò i 1.000 qubit (l’equivalente dei bit nei computer quantistici) con il
chip Condor. Il 9 dicembre 2024, Google ha presentato Willow, un processore da
105 qubit che ha completato in meno di cinque minuti un test sperimentale,
progettato appositamente, che per i computer classici avrebbe richiesto un lasso
di tempo praticamente infinito. Dal canto suo, IBM ha invece annunciato nel
novembre 2025 il chip Quantum Nighthawk con 120 qubit, e punta a Starling per il
2029: un computer quantistico funzionante non più solo su progetti teorici e
sperimentali, che sarà costruito nel data center di Poughkeepsie, New York.
La timeline della minaccia, dunque, si sta accorciando. I computer quantistici
capaci di violare gli algoritmi RSA-2048 potrebbero infatti essere operativi tra
il 2030 e il 2035. Per questo il National Institute of Standards and Technology
(NIST) statunitense ha pubblicato nel 2024 i primi algoritmi di crittografia
post-quantistica, resistenti agli attacchi. Ma proteggono solo i dati futuri,
non quelli già rubati.
LE ORIGINI DELLA COMUNICAZIONE QUANTISTICA: DALLA TEORIA ALLA REALTÀ
La comunicazione quantistica affonda le radici nel 1984, quando Charles Bennett
e Gilles Brassard presentarono il protocollo BB84. Era teoria pura: un sistema
in cui a garantire la sicurezza non sarebbero state le leggi della matematica,
ma della fisica quantistica. Per decenni il protocollo rimase però confinato nei
laboratori.
Il punto di svolta arrivò nell’agosto 2016, quando la Cina lanciò Micius, il
primo satellite al mondo dedicato alla comunicazione quantistica. Micius stabilì
collegamenti quantistici sicuri tra Pechino e Vienna, superando i 7.600
chilometri di distanza. Fu il momento Sputnik del XXI secolo: Washington si
accorse di essere in ritardo. Come ha recentemente ammesso un funzionario del
Pentagono, “per anni abbiamo sottovalutato gli investimenti cinesi nel quantum.
Credevamo fossero solo propaganda”.
Da Vienna a Tokyo, da Pechino a Ginevra, le prime “reti metropolitane”
quantistiche cominciarono a operare. Ma il vero impulso venne dalla
consapevolezza che i computer quantistici avrebbero un domani potuto frantumare
la crittografia classica. E, con essa, mezzo secolo di segreti digitali.
COME FUNZIONA: LA FISICA AL POSTO DELLA MATEMATICA
La comunicazione quantistica non è una semplice evoluzione della crittografia: è
un cambio di paradigma. La sua sicurezza non dipende dalla complessità
computazionale di problemi matematici, ma dall’impossibilità fisica di
intercettare un segnale senza alterarlo. Le informazioni sono codificate nello
stato fisico dei fotoni, particelle di luce, e ogni tentativo di intercettazione
altera inevitabilmente lo stato quantistico del segnale, rendendo rilevabile
un’intrusione. “È come lasciare impronte digitali in ogni bit”, ha spiegato
Stefano Pirandola, fisico teorico dell’Università di York. “Se qualcuno prova a
leggere la chiave, il sistema lo segnala subito”.
C’è però un limite: i fotoni viaggiano bene in fibra ottica, ma oltre i 100-150
chilometri il segnale si degrada. Per questo servono i satelliti. In orbita, i
fotoni viaggiano nel vuoto con perdite minime, permettendo collegamenti
intercontinentali. È qui che SAGA, Micius e i progetti statunitensi entrano in
gioco.
Del resto, il gruppo del fisico cinese Jian-Wei Pan parla apertamente da tempo
di applicazioni su larga scala e di nuovi satelliti ad alta orbita: “Questi
ultimi possono collegare due punti sulla Terra distanti 10mila chilometri”,
evidenziando le potenzialità di connessioni globali sicure.
Scenari futuri: mappa del quantum
Presente (2026)
Test operativi di QKD su dorsali in fibra ottica, Qolossus 2.0 operativo alla
Sapienza, EuroQCI in costruzione, rete nazionale cinese di 12.000 km pienamente
operativa, collegamenti quantistici intercontinentali via satellite.
Orizzonte 2027-2030
SAGA operativo tra 2027 e 2029, integrazione completa tra segmento spaziale e
terrestre, computer quantistici fault-tolerant (IBM punta a Starling per il
2029), ripetitori quantistici di nuova generazione, espansione commerciale.
Applicazioni strategiche
Settore bancario: transazioni protette da chiavi quantistiche incorruttibili.
Sanità: cartelle cliniche e dati genomici al sicuro per sempre. Energia:
controllo delle smart grid senza vulnerabilità. Difesa: comunicazioni militari e
diplomatiche su canali quantistici. Infrastrutture critiche: aeroporti,
centrali, reti idriche protette da attacchi informatici.
Entro il 2035
L’Europa potrebbe disporre di una rete quantistica sovrana che collega tutti gli
Stati membri. Le tre tecnologie quantistiche (calcolo, comunicazione, sensori)
potrebbero generare fino a 97 miliardi di dollari. Il mercato globale della
comunicazione quantistica, valutato in 1,1 miliardi di dollari nel 2024, è
previsto che raggiunga i 5,4 miliardi nel 2030.
LA CORSA GLOBALE: QUATTRO MODELLI A CONFRONTO
La Cina, con il satellite Micius e una rete nazionale in fibra ottica lunga
12mila chilometri, ha investito circa 15 miliardi di dollari in tecnologie
quantistiche. A marzo 2025, un team cinese ha realizzato una comunicazione
quantistica tra Cina e Sudafrica su 12.900 chilometri via satellite Jinan-1.
Nel dicembre 2024, China Telecom ha svelato Tianyan-504, il computer quantistico
più potente del Paese con 504 qubit, e contestualmente l’infrastruttura per le
comunicazioni sicure “Quantum Secure Link”, che conta quasi 6 milioni di utenti
e oltre 3mila organizzazioni. Non è solo tecnologia: è soft power. Offrendo
comunicazioni sicure ai Paesi partner, Pechino aumenta la dipendenza tecnologica
nei suoi confronti, come fecero gli americani con Internet negli anni Novanta.
L’industria quantistica cinese è passata da 93 aziende nel 2023 a 153 nel 2024.
La scala dell’industria raggiungerà 1,61 miliardi di dollari entro il 2025.
Gli Stati Uniti hanno imparato la lezione dello Sputnik. La strategia attuale di
Washington è duplice: crittografia post-quantistica per le comunicazioni di
massa, reti quantistiche satellitari per i canali strategici. Il NIST ha già
definito i primi algoritmi resistenti ai computer quantistici. NASA e DARPA
lavorano su reti sperimentali.
Il budget federale per la ricerca quantistica ha raggiunto 998 milioni di
dollari per il 2025. A marzo 2024, DARPA ha lanciato il programma QuANET per
integrare reti quantistiche con infrastrutture classiche. La National Quantum
Initiative – che coordina la strategia federale statunitense – dovrebbe invece
essere a breve riautorizzata fino al 2034, con 2,7 miliardi di dollari
destinati a NIST, NSF e NASA.
La Russia procede con obiettivi militari dichiarati. Roscosmos e l’Istituto di
Fisica Generale hanno testato collegamenti ottici sicuri tra satelliti e basi
terrestri, in linea con il piano “Quantum Communications 2030”. La cooperazione
con la Cina, dimostrata dal collegamento Mosca-Urumqi del gennaio 2024, segnala
un’alleanza tecnologica che preoccupa l’Occidente.
Dal canto suo, l’Europa risponde con SAGA e un’articolata strategia quantistica:
a marzo 2025 si è chiusa la call EuroQCI con 24 proposte e un budget complessivo
di 90 milioni di euro per migliorare la sicurezza delle comunicazioni. Il
satellite prototipo Eagle-1 sarà lanciato tra fine 2026 e inizio 2027. A giugno
2025 è stato invece inaugurato il primo computer quantistico EuroHPC a Poznan,
seguito a settembre dal sistema “VLQ” a Ostrava. A luglio 2025, la Commissione
europea ha inoltre adottato una Strategia Quantistica per consolidare la
leadership tecnologica.
Anche l’Italia gioca un ruolo importante: il 9 dicembre 2025, la Sapienza di
Roma ha presentato Qolossus 2.0, il primo computer quantistico fotonico italiano
modulare. A differenza dei sistemi superconduttivi di Google e IBM, Qolossus
opera a temperatura ambiente e si integra naturalmente con le comunicazioni
quantistiche.
Il processore, prodotto in Italia grazie al CNR di Milano e all’Università di
Pavia, rappresenta non solo un primato scientifico, ma la nostra carta, come
evidenziato in numerose analisi, per non dipendere dalle architetture
superconduttive americane o cinesi. È una questione di sovranità tecnologica. La
scalabilità dei sistemi fotonici potrebbe cambiare le regole del gioco. “La
tecnologia è pronta”, ha spiegato Sciarrino. “Ma la politica e i finanziamenti
devono correre alla stessa velocità”.
Ci sono però alcuni ostacoli ancora da superare. Il punto debole sono i trusted
nodes, nodi intermedi che devono decifrare e ricifrare le chiavi. Se
compromessi, l’intera catena sarebbe a rischio. “I ripetitori quantistici, che
eliminerebbero questo problema, sono però ancora sperimentali”, prosegue
Sciarrino.
Altri ostacoli riguardano la vulnerabilità ai disturbi ambientali, la
sincronizzazione tra stazioni terrestri e satelliti in movimento e i costi
ancora proibitivi per applicazioni commerciali di massa. I progressi però sono
rapidi. In Italia, per esempio, test sul campo hanno dimostrato la distribuzione
di chiavi sulla dorsale Torino-Matera, coprendo 1.800 chilometri.
In sintesi: la Cina ha capito per prima che chi controlla le comunicazioni
sicure può costruire alleanze strategiche. Gli Stati Uniti rispondono con
pragmatismo, mescolando soluzioni matematiche e fisiche. SAGA ed EuroQCI
rappresentano invece la terza via europea. Tutto questo non rappresenta però un
traguardo, ma il punto di partenza di una nuova sfida tecnologica che potrebbe
determinare le gerarchie del XXI secolo.
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digitale europea proviene da Guerre di Rete.