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TVTrascrizione
00:11Buongiorno a tutti i telespettatori di classe NBC e benvenuti all'interno del nostro approfondimento
00:16dedicato ai computer quantistici. Con noi non può certo mancare il nostro Virgilio nel quantum,
00:21Pierpaolo Marturano di Coremetrics. Buongiorno Marturano. Buongiorno America. E quest'oggi
00:27andremo a parlare, caro il nostro Marturanum, del quantum communication e del QKD.
00:34Sì, ok. Quantum key distribution. Ogni volta aggiungiamo nuove parole difficili.
00:42Stiamo parlando di criptografia quantistica e può il Marturano non fare un tomo direttamente
00:49sull'acqua? No dai, questo è piccolo, è pieno di formule, ma no, è interessante comunque
00:54per chi vuole approfondire. Ah, è tutto interessante, è tutto veramente interessante. Allora, per
00:58Paolo, cominciamo con il nostro... Sì, allora, ci colleghiamo un po' a quello che abbiamo visto
01:05nell'ultima puntata dove abbiamo parlato dell'algoritmo di Shore e del fatto che i computer quantistici
01:11potranno violare la criptografia attuale RSA. E abbiamo detto, visto l'altra volta, che esistono
01:17già degli algoritmi classici che consentiranno di ovviare a questo problema. Però in realtà
01:24esiste un'altra possibilità per aumentare ancora di più la sicurezza. Diciamo che è
01:30un sistema complementare. Quello che abbiamo visto l'altra volta, diciamo, gli algoritmi
01:36di criptografia quantum proof sono basati sempre sulla parte matematica, mentre quello che
01:43vediamo oggi la quantum key distribution è in realtà basata sulla fisica, quindi sfrutteremo
01:50la meccanica quantistica per creare delle reti di comunicazione sicure, fondamentalmente
01:56questo. Ok. Ma qua a che punto siamo? Allora, siamo a un punto dove questo genere di applicazione
02:06è già in parte commerciale. Ah, ok. E quindi qua già parliamo di cose che sono
02:10in uno stadio... Che esistono. Che esistono, sono in uno stadio avanzato e anticipo qualcosa
02:17che poi magari diremmo dopo. Il progetto europeo AeroCosciai sta investendo un sacco di soldi
02:25nella costruzione di una rete quantistica europea, il cosiddetto quantum internet di cui parleremo
02:30tra poco, quindi che dovrebbe essere nei piani pronta tra il 2027 e 2030, quindi non stiamo
02:38parlando... Dietro l'angolo. Esatto, dietro l'angolo. Sicurezza garantita dalla fisica e non dalla
02:42matematica. Esatto, quindi praticamente noi, diciamo, quando dobbiamo far parlare due attori
02:48in modo sicuro abbiamo bisogno di scambiare prima una chiave criptografica. Oggi chiaramente
02:54usiamo algoritmi di criptografia asimmetrica dove, diciamo, adesso non entriamo troppo
03:01nei dettagli, insomma, però quel tipo di criptografia che oggi fa funzionare le nostre transazioni
03:08finanziarie, eccetera, abbiamo detto verrà violata dal quantum computer. Quindi l'idea è
03:17possiamo creare una rete di comunicazione sicura sfruttando la meccanica quantistica per scambiare
03:23la chiave? Sì, la risposta è sì, perché questa cosa già, ripeto, si fa. La, diciamo,
03:33cosa importante da sottolineare, visto che tu hai parlato giustamente di criptografia quantistica,
03:39attenzione, quindi l'algoritmo di criptografia in realtà resta un algoritmo classico, no?
03:44Tipo la AS, una criptografia simmetrica tradizionale. Quello che è quantistica qui è la rete di comunicazione
03:52attraverso la quale scambio la chiave, ok? Io chiaramente quando devo criptografare un
03:58messaggio il problema è vero, no? Che deve essere risolto è scambiare una chiave criptografica
04:03con sicurezza e avere in qualche modo un alert se qualcuno tenta di intercettare questa chiave.
04:12Allora, siccome gli stati quantistici nel momento in cui vengono osservati questi decadono, ok?
04:19Poi lo vedremo meglio, magari nelle prossime puntate, c'è un sistema automatico, diciamo,
04:26per natura che ci dice che c'è qualcuno che stava spiando e quindi noi possiamo invalidare,
04:31diciamo, la trasmissione della chiave criptografica e ricominciare da zero.
04:35Lo scambio della chiave avviene venne ad fotoni, quindi su una rete che può essere o in fibra ottica
04:41o via satellite e si sfrutta, diciamo, praticamente la polarizzazione dei fotoni che può essere
04:48orizzontale o verticale. Poi come al solito metterò qualche materiale d'approfondimento
04:54sul sito quantum-space.it per chi vuole vedere qualche dettaglio tecnico, però fondamentalmente
05:00diciamo due attori si possono scambiare la chiave con una rete sicura perché è sicura per natura.
05:08Perché è sicura per natura? Perché gli stati quantistici non si possono copiare.
05:12C'è un risultato matematico, formale, che si chiama teorema di no cloning, che poi in realtà è molto semplice,
05:19insomma, che ci dice che è assolutamente impossibile copiare uno stato quantistico ignoto.
05:26Quindi questo rende la rete criptografica sicura, no?
05:30Per lo scambio, la rete di comunicazione è automaticamente sicura per natura,
05:35perché la natura funziona con la meccanica quantistica e quindi sfruttiamo quella per fare
05:39questo tipo di comunicazione, ok?
05:42Bene.
05:43Quindi, diciamo, c'è un protocollo che si chiama BB84, se vogliamo entrare nel dettaglio.
05:50Entriamo nel dettaglio.
05:51Ma sì, allora, si chiama BB84 dai nomi dei due simpatici inventori, Bennett e Brassard,
05:57nel lontano 1984, quindi addirittura prima dell'invenzione del World Wide Web, che è
06:03nell'89, quindi, diciamo...
06:07Già ci stava lavorando, ci ha visto lungo.
06:09Esatto.
06:11Quindi, diciamo, non è l'unico protocollo, però questo è uno di quelli più famosi.
06:15Dicevo, nel libro famoso che ho scritto sono spiegati nel dettaglio questi meccanismi,
06:21insomma, per chi vuole approfondire.
06:23Comunque, sostanzialmente, no, siccome i fotoni, dicevamo, possono essere polarizzati
06:28o verticalmente o orizzontalmente, diciamo, immaginiamo i classici Alice e Bob che si parlano
06:34tra di loro, di solito si usano questi simpatici personaggi di fantasia quando si parla di algoritmi
06:43di criptografia. Chiaramente Alice sceglierà quella che tecnicamente viene chiamata una base
06:52per, diciamo, inviare il fotone, la sceglierà casualmente, ok?
06:57E Bob, dall'altra parte, fa una misurazione, ok?
07:01Poi, dopo che hanno finito di scambiare la chiave, perché lo scopo è scambiare soltanto la chiave,
07:06poi, attraverso un canale di comunicazione classico, fanno dei confronti per verificare
07:12se il risultato della misura corrispondeva a quello che era l'unità di informazione
07:19che stavo trasmettendo.
07:21Quelle che corrispondono le tengono a parte e le altre le scarto.
07:24Siccome c'è un modo, statisticamente, per rilevare la quantità di errori,
07:28se supera una certa soglia, questa è matematica dimostrata,
07:32vuol dire che c'era qualcuno che spiava e quindi invalido la comunicazione
07:36e, ripeto, lo scambio delle chiavi, ok?
07:39Questa, detta in modo molto semplificato, ok?
07:42Cioè, ho cercato di evitare dettagli, però, perché la cosa non è...
07:49Ovviamente queste cose non sono semplicissime.
07:51Come dicevi prima, queste cose esistono in pratica, ok?
07:55Già esistono.
07:56Sì, questo che ho descritto io molto grossolanamente è l'algoritmo di teletrasporto quantistico,
08:01e se proprio vogliamo...
08:03Ti volevo dare quest'altra...
08:06Ti volevo dare quest'altra...
08:07Grazie, grazie.
08:10Ovviamente non si teletrasporta materia, si teletrasportano stati quantistici.
08:17Comunque è sempre una cosa abbastanza affascinante, insomma.
08:21Tra l'altro, per chi fosse interessato, scusa, mi permette una postilla,
08:26è uscito recentissimamente un libro scritto da Alain Aspect,
08:31che è stato il primo sperimentatore, diciamo, un fisico francese,
08:35un fisico sperimentale francese,
08:37che tra l'altro ha preso il premio Nobel per la fisica,
08:40insieme a altri due.
08:42Non proprio si può arrivare, insomma.
08:44Ed è stato quello che è riuscito a fare un setup sperimentale
08:48per dimostrare il teletrasporto quantistico,
08:51cioè che l'entanglement, che è alla base del teletrasporto quantistico,
08:55fosse un fenomeno reale, no?
08:57E quindi noi adesso lo stiamo usando.
08:58E l'ha dimostrato?
08:59L'ha dimostrato, sperimentalmente,
09:02violando la cosiddetta disuguaglianza di Bello,
09:05ok?
09:06Questi sono tecnicismi che lasciamo ai fisici al momento.
09:10Comunque, in ogni caso, diciamo,
09:13da lì è partita la rivoluzione, no?
09:16Per mettere in piedi l'entanglement e la possibilità di realizzare,
09:22appunto, il quantum internet, no?
09:25Quindi, come dicevo, scusami...
09:27Prego, prego, no, no, no, vai, vai, prego.
09:29No, dicevo, esistono già delle, fisicamente, delle reti.
09:34Ovviamente abbiamo la Cina.
09:36Cina ce l'ha.
09:37Allora, stiamo parlando di 2.000 e rotti chilometri di...
09:41Eh sì, perché c'è un collegamento tra Pecchino e Shanghai,
09:44che è stato realizzato, sì, sono più di 2.000 chilometri,
09:49reso operativo già nel 2017,
09:51quindi non stiamo parlando proprio di oggi,
09:54ma già di un po' di tempo fa.
09:56Poi i cinesi, sempre all'avanguardia,
09:58hanno nel 2016 lanciato un satellite chiamato Michus,
10:02che è un satellite che detiene il record di teletrasporto quantistico
10:08fatto tra un laboratorio, tra Pecchino e Vienna,
10:12perché è stato fatto con, diciamo,
10:15una collaborazione internazionale questo esperimento.
10:18Quindi, diciamo, a livello satellitare,
10:22è l'altra modalità, quindi non soltanto la fibra ottica,
10:26è l'altra modalità di realizzare la comunicazione quantistica.
10:29Esistono poi delle aziende,
10:33per esempio, qui in Svizzera abbiamo i Dicantik,
10:36che è un'azienda, diciamo, all'avanguardia in questi temi,
10:40che già dal lontano 2004, insomma,
10:43produce sistemi quantistici di vario tipo
10:46per, diciamo, realizzare delle reti, per esempio,
10:50di comunicazione governativa,
10:53per esempio, lo scambio,
10:54la trasmissione dei voti, diciamo,
10:57dalle periferie alla sede centrale,
11:00è, diciamo, governativa, no?
11:02Quando si fanno le elezioni,
11:03in Svizzera già avviene,
11:04mediante questo genere di reti,
11:07utilizzando questi apparati.
11:09Quindi nessuno può dire,
11:11c'è stato broglio, l'Evola.
11:13Esatto, perché nella trasmissione,
11:15nella trasmissione,
11:16se sei stato prima,
11:19nella trasmissione, no.
11:21Comunque esistono reti pilota anche in Spagna,
11:24in UK, no?
11:25Quindi...
11:25E noi?
11:26E noi stiamo lavorando abbastanza su questo tema,
11:31non è un tema dove l'Italia è indietro,
11:34è un tema dove sono stati stanziati dei fondi del PNRR,
11:39addirittura.
11:39C'è il Politecnico di Milano,
11:41l'INRIM di Torino,
11:42l'Istituto Metrologico,
11:44insomma, stanno lavorando per la realizzazione
11:46di una rete di comunicazione su fibra.
11:50è difficile,
11:52ecco una cosa importante da dire,
11:54c'è una problematica oggi su queste reti
11:58che è la distanza,
11:59perché il segnale,
12:00questi fotoni entangled
12:02che viaggiano sulla rete in fibra ottica,
12:06degradano dopo 100, 300 e 300 chilometri,
12:10cominciamo ad avere una serie di problemi.
12:11E' Pechino-Shanghai che deve fare un ripetitore.
12:14E' esatto,
12:14allora il problema dei ripetitori è duplice,
12:16uno perché servono dei nodi di cui,
12:18cosiddetti trust and node,
12:20cioè dei nodi di cui mi devo fidare,
12:22che possono introdurre chiaramente
12:23dei punti di vulnerabilità.
12:26E poi c'è un'altra problematica
12:27invece molto più complessa a livello tecnico,
12:30che è quella del cosiddetto quantum repeater,
12:32che è un oggetto in sostanza
12:35che dovrebbe fare il ripetitore,
12:39giustamente come dicevi tu.
12:41Il problema è che nei ripetitori classici
12:43chiaramente il segnale si copia
12:45e purtroppo qua abbiamo detto
12:48che non si può copiare il segnale,
12:50quindi la realizzazione dei quantum repeater
12:53e della quantum memory,
12:55quindi memorie quantistiche,
12:56sono allo studio e in ricerca,
12:59ci sono delle sperimentazioni,
13:01ci sono in Francia delle aziende
13:03che sono anche all'avanguardia.
13:04Ma Pechino-Shanghai 2000 chilometri
13:06come hanno fatto?
13:08Utilizzando dei meccanismi
13:10basati su nodi trusted,
13:12quindi io rileggo l'informazione classica
13:14e poi la ripeto,
13:16mentre qui invece stiamo parlando
13:17usando il quantum repeater
13:19di non trasformarla in informazione classica,
13:21ma di lasciare di quello che tecnicamente
13:24viene detto swap dell'entanglement,
13:27cioè io per allungare la distanza
13:28a cui i fotoni restano in entanglement,
13:32uso un oggetto quantistico,
13:35non classico, che rilegge i dati,
13:36che praticamente estende la comunicazione
13:41entanglement tra i nodi.
13:43Questo ovviamente rende le reti
13:44molto più sicure,
13:45che non avere dei nodi trusted,
13:48perché i nodi trusted sono
13:49dei punti di vulnerabilità,
13:51insomma, chiaramente.
13:51Sai, sui cinesi,
13:52avendo il controllo che hanno,
13:54possono capire che il loro nodo
13:55è trusted.
13:56Ok, sì, però immagina una rete globale.
13:59E lì?
14:00Tieni conto che in Europa
14:02si sta lavorando appunto
14:03per creare una rete di comunicazione quantistica europea
14:07ed essere completamente indipendenti
14:09da tecnologia chiaramente cinese
14:12e da tecnologia americana.
14:13Eccolo qua, l'EuroQCI?
14:15L'EuroQCI, sì,
14:17che è praticamente questo progetto europeo
14:19che, insomma, sta andando avanti,
14:22anche perché per ragioni banali geopolitiche,
14:26insomma, ci dobbiamo dotare
14:28sicuramente queste cose,
14:30ovviamente interessano fondamentalmente
14:33che, insomma, comunicazioni
14:34tra istituzioni finanziarie,
14:36istituzioni governative,
14:37istituzioni militari,
14:39enti militari,
14:39insomma, chiaramente
14:40quelle sono i primi,
14:42tra virgolette, clienti,
14:44bancari, finanziari.
14:45Esatto.
14:47Quindi lì c'è una nicchia di mercato
14:50che sta cominciando a crescere
14:52e che nei prossimi anni
14:54continuerà a svilupparsi.
14:57C'è anche Toshiba Europe
14:59come altro attore, insomma,
15:00che sta lavorando con reti
15:02a reti da 600 più chilometri sperimentali,
15:05insomma, quindi...
15:07Questa è la rete del futuro?
15:08Quella quanta?
15:09Questa è una rete che va in parallelo...
15:12Ah, sarà...
15:12Esatto, è un layer parallelo,
15:15sulla nostra rete in fibra ottica
15:16metropolitana
15:17avremo un'applicazione in più
15:20a pagamento, ovviamente,
15:22no?
15:23Vabbè.
15:23perché sicuramente gli operatori
15:25sono lì per commercializzarla,
15:27che consentirà di accedere
15:29a un layer di sicurezza
15:31praticamente inviolabile
15:33perché la natura funziona così,
15:36insomma, ecco.
15:37Ci affidiamo alla natura per...
15:38Quello è un, diciamo,
15:41un sistema definitivo, insomma,
15:45per trasmettere le informazioni
15:47in modo sicuro.
15:49Ma, considerando che questa rete
15:51teoricamente...
15:52No, teoricamente...
15:53Sì, teoricamente è sicura.
15:55Andremo tutti ad utilizzarla?
15:57Cioè, tutto il mondo...
15:58No, perché chiaramente
16:01torniamo al discorso
16:02che vedevamo nella puntata precedente,
16:05no?
16:05Ovviamente,
16:07per le comunicazioni,
16:08che ne sono domestiche,
16:09parliamo di noi retail...
16:12Noi poveri comuni mortali.
16:13Esatto,
16:14noi poveri comuni mortali
16:15non avrebbe senso utilizzare
16:17probabilmente questo livello
16:19così elevato di sicurezza
16:20possiamo tranquillamente
16:22poi affidarci a sistemi
16:23della PQC,
16:25cioè del post-quantum cryptography,
16:27quindi gli algoritmi di cryptografia
16:29quelli che vedevamo l'altra volta
16:31con tutte le questioni
16:32che vedevamo...
16:34Ma, considerato che i cinesi
16:35sono molto più avanti
16:37alla luce,
16:38già la rete Pechino-Shanghai,
16:40ci dobbiamo preoccuparci noi
16:41di rimanere troppo indietro?
16:43Allora,
16:45non siamo troppo indietro
16:47come tante altre cose,
16:49cioè è vero che loro detengono
16:52e hanno un piano
16:52anche per installare,
16:54per mandare nello spazio
16:55tanti altri satelliti,
16:57perché le comunicazioni quantistiche
16:59avverranno in modo ibrido
17:00sia via cavo,
17:01quindi con i cavi in fibra ottica,
17:03che con la rete satellitare.
17:07Chiaramente la rete satellitare
17:09ha delle problematiche aggiuntive,
17:11perché chiaramente ci vuole
17:12un osservatorio a terra
17:14per ricevere i fotoni,
17:16ci sono problematiche
17:17di ordine meteorologico...
17:18Ah, se piove...
17:19Cioè abbiamo un fotone
17:21che è un po' santo...
17:21Insomma, tutte le problematiche
17:23sono tipiche dei satelliti,
17:25insomma...
17:26Tipiche della rete internet...
17:27Tipiche della rete satellitare...
17:28Anche il quantum...
17:29Eh beh, certo,
17:30quel tipo di...
17:31Quindi è molto importante
17:32che le reti terrestri
17:34funzionino correttamente,
17:36quello è un ulteriore layer,
17:38insomma,
17:38di comunicazione possibile
17:40con lo satellitare.
17:41Ma a che velocità giriamo?
17:42Scusa,
17:4320-30 mega,
17:44sai che adesso...
17:45No, no, no,
17:46allora, intanto attenzione
17:47a una cosa importantissima,
17:49la generazione
17:50della chiave criptografica
17:51fatta con questi sistemi
17:53è molto più lenta...
17:54Ah!
17:55Cioè internet lento?
17:57Eh sì,
17:58perché uno dice
17:59quantum internet...
18:00Cioè la rete quantum
18:00che va bene...
18:01Sì, sì,
18:01perché questa rete di comunicazione
18:03è denominata,
18:04insomma,
18:04nel gergo...
18:05Ma ADSL
18:06Allora è un doppino proprio!
18:08No, siamo in fibra!
18:09Ma il problema
18:10non è la velocità qui,
18:12assolutamente,
18:12non si parla di velocità.
18:14Allora,
18:14la velocità di generazione
18:15delle chiavi
18:16è ovviamente
18:17per una serie di motivi tecnici
18:18degli apparati coinvolti
18:20è più lenta
18:21di una generazione
18:22di una chiave
18:23fatta con un computer classico
18:24perché coinvolge
18:26chiaramente
18:27questo meccanismo
18:28dei fotoni
18:28che vanno,
18:29insomma,
18:30gestiti,
18:30eccetera.
18:31Ma,
18:32diciamo,
18:33attenzione a non confondere
18:34la parola quantum internet
18:35perché ogni volta
18:36che c'è la parola quantum
18:37penso che ci sia
18:38questa cosa dietro.
18:40Quantum qualsiasi cosa.
18:42Esatto,
18:42si genera questo
18:43famigerato hype,
18:45ok?
18:46No?
18:47Diciamo,
18:47quantum internet
18:48vuol dire
18:48un internet più veloce,
18:50vuol dire
18:50un internet
18:51che ha
18:52un layer aggiuntivo
18:53che consente
18:54di trasmettere
18:55fotoni entangled,
18:57cioè
18:57stati quantistici,
18:59in parole.
18:59Lo capito.
19:00è un layer aggiuntivo,
19:03quindi io posso
19:03trasmettere
19:04informazione classica
19:05con la rete di fibra
19:06e sempre
19:07sulla stessa fibra
19:08e sempre
19:09sulla stessa fibra
19:09perché attenzione
19:10in Olanda
19:12la professoressa
19:13Bener
19:13che è quella
19:14che sta lavorando
19:15sul quantum internet
19:16al TU Delft
19:18cioè
19:19sono
19:20diciamo
19:20uno dei
19:21dei centri di ricerca
19:22più avanzati
19:23su questo tema
19:24che ha preso
19:25anche insomma
19:26delle
19:27parte di finanziamenti
19:29del famoso quantum flagship
19:30il programma europeo
19:31che finanzia
19:32le tecnologie quantistiche
19:33eccetera
19:35molto
19:37importante
19:38proprio perché
19:38è una rete strategica
19:40e comunque
19:40ci sono
19:42tutta una serie
19:42di problematiche
19:44tecniche
19:44ancora da superare
19:45quindi
19:47sono state interconnesse
19:49quattro città
19:50volantesi
19:50c'è una rete
19:51sperimentale
19:52con gli operatori
19:52locali
19:53con SIS
19:54insomma
19:55ci sono apparati reali
19:56è già attiva
19:57la cosa
19:58sì sì
19:58è stata fatta
19:59una sperimentazione
20:01insomma
20:01un paio di anni fa
20:03due tre anni fa
20:04già per esempio
20:05di scambiare
20:05la chiave
20:07e praticamente
20:08crittografare
20:09un video
20:09con questa chiave
20:10che è stata scambiata
20:11o trasmettere
20:12una mail
20:13sì sì
20:14funzionano
20:15su apparati reali
20:16quindi chiaramente
20:17allora
20:18beh questo è interessante
20:19perché comunque
20:20stiamo parlando
20:20finalmente di una cosa
20:21che è già
20:22reale
20:23è reale
20:23rispetto alle puntate precedenti
20:26che ci sono un po'
20:27di complicazioni
20:28in più
20:28esatto
20:29questa è una cosa
20:29un po' più commerciale
20:31terra terra
20:32va bene
20:33Pierpaolo
20:34grazie mille
20:35come sempre
20:35per insomma
20:36darci piano piano
20:38un'infarinatura
20:39generale
20:40sulla teoria
20:42quantistica
20:43e prossima puntata
20:45cosa facciamo
20:45prossima puntata?
20:46e dobbiamo ancora
20:49inquadrare
20:50che cosa
20:51ci abbiamo anche
20:52però un po' di sorprese
20:53per i nostri telespettatori
20:54di presenza
20:55però non diciamo niente
20:56ancora
20:56esatto
20:57non spoileriamo
20:58non spoileriamo
20:59va bene
20:59allora
21:00tutte le puntate
21:01le potete chiaramente
21:02ritrovare
21:02sia sul sito
21:03quantum-space.it
21:06oppure sul nostro
21:07video center
21:07a video.milanofinanza.it
21:10andate su
21:10classi mbc
21:11nella ricerca
21:12scrivete quantum
21:13e vi appare direttamente
21:15il cluster
21:15che raccoglie
21:16tutte le nostre puntate
21:18Pierpaolo Marturano
21:19Cormatex
21:19grazie
21:20terminiamo dunque qui
21:22il nostro approfondimento
21:22dedicato al mondo quantistico
21:24grazie a tutti per l'attenzione
21:25rimanente su classi mbc
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