Quantum

Una tecnologia pensata per proteggere i dati più sensibili, sicura, e che ora punta a diventare “tascabile” grazie a chip fotonici. Il progetto PIQCS dell’Università di Padova e dello spin off ThinkQuantum punta tutto sulla crittografia quantistica In un mondo sempre più digitale, la sicurezza dei dati non è più una questione astratta. Ogni giorno cittadini e istituzioni affidano alle reti informatiche informazioni personali, sanitarie, finanziarie e amministrative: dati che non restano fermi in un solo computer ma circolano tra ospedali, laboratori, data center, sistemi pubblici e privati. Molte di queste comunicazioni, fino ad oggi protette da sistemi considerati sicuri, sono destinate a diventare vulnerabili con l’arrivo dei computer quantistici: non si tratterà semplicemente di macchine più potenti, ma di una tecnologia capace di mettere in crisi i problemi matematici su cui si basa gran parte della crittografia attuale e quindi i meccanismi che oggi proteggono dati, transazioni e comunicazioni in tutto il mondo. Una delle risposte più robuste a questa minaccia arriva dalla fisica quantistica: la Quantum Key Distribution (QKD) utilizza singoli fotoni, ovvero i costituenti fondamentali della luce, per generare e distribuire chiavi crittografiche in modo intrinsecamente sicuro. Nonostante l’interesse crescente, l’adozione su larga scala della QKD richiede un ulteriore salto tecnologico: portare i dispositivi verso standard ancora più elevati di compattezza, efficienza e competitività economica, per accelerarne l’integrazione nelle infrastrutture esistenti. È qui che entra in gioco la fotonica integrata, che con un salto tecnologico decisivo consente di miniaturizzare su chip i principali componenti ottici, rendendo i dispositivi molto più compatti, stabili, efficienti e competitivi sul mercato. Proprio da questa esigenza nasce il progetto PIQCS (Photonic Integrated Quantum Cryptography System), coordinato da Marco Avesani, ricercatore del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Padova, e finanziato con 4,3 milioni di euro nell’ambito del bando FISA (Fondo Italiano per le Scienze Applicate), promosso dal Ministero dell’Università e della Ricerca per sostenere progetti di ricerca applicata ad alto potenziale innovativo e favorirne il trasferimento tecnologico. «L’obiettivo di PIQCS è sviluppare, nei prossimi anni, sistemi di crittografia quantistica compatti, ad alte prestazioni e adatti alla produzione su scala industriale, integrando su chip in un unico dispositivo funzioni oggi distribuite tra diversi componenti ottici specializzati – sottolinea Marco Avesani -. Il progetto punta in particolare a riunire tecnologie come la Quantum Key Distribution (QKD) e i generatori quantistici di numeri casuali (QRNG), componenti essenziali per la sicurezza delle comunicazioni del futuro». Il progetto – che si inserisce nelle politiche europee per la sovranità tecnologica e contribuisce agli obiettivi dello European Chips Act, a sostegno dello sviluppo di tecnologie avanzate nei chip elettronici e fotonici, comprese le tecnologie quantistiche – svilupperà anche moduli compatti e pluggable, simili ai transceiver già impiegati nelle reti di telecomunicazione, facilmente integrabili nelle infrastrutture esistenti. Questo salto è reso possibile dalla collaborazione tra la ricerca sulla fotonica integrata dell’Università di Padova e l’esperienza industriale dello spin-off ThinkQuantum, attivo nello sviluppo di soluzioni per la sicurezza quantistica. Le applicazioni della crittografia quantistica sono ampie e strategiche: dalla sanità alle infrastrutture critiche, dalle comunicazioni governative ai data center industriali, fino alle telecomunicazioni e al settore spaziale. Quest’ultimo rappresenta uno degli ambiti più promettenti: dispositivi compatti e a basso consumo sono particolarmente adatti all’impiego su satelliti, dove risorse, ingombri e potenza disponibile sono fortemente limitati. Sito di progetto: https://piqcs.dei.unipd.it/