Sorprendentemente, i protocolli di distribuzione delle chiavi quantistiche come lo schema Bennett-Brassard forniscono la sicurezza della teoria dell'informazione. Tuttavia, i protocolli quantistici realizzati finora sono soggetti a una nuova classe di attacchi che sfruttano una discrepanza tra gli stati quantistici o le misurazioni implementate e la loro modellizzazione teorica, come dimostrato in numerosi esperimenti.
Per la prima volta, un team internazionale di scienziati, tra cui ricercatori di EPFL, ha dimostrato un approccio sperimentale alla distribuzione delle chiavi quantistiche basato sull'alta qualità entanglement quantico — offrendo garanzie di sicurezza molto più ampie rispetto ai regimi precedenti.
Professor Rüdiger Ubanke, Preside della IC School che, insieme al Ph.D. lo studente Kirill Ivanov, è uno degli autori del documento, ha detto: “Negli anni ci si è resi conto che gli schemi QKD possono avere un notevole vantaggio: gli utenti devono fare solo ipotesi molto generali sui dispositivi utilizzati nel processo. La forma più recente di QKD è ora generalmente nota come "QKD indipendente dal dispositivo". Un'implementazione sperimentale di questo è diventato un obiettivo importante nel campo. Ecco perché è eccitante che un esperimento così rivoluzionario sia stato finalmente raggiunto".
Nell'esperimento sono stati utilizzati due ioni singoli, uno per il trasmettitore e uno per il ricevitore, tenuti in trappole separate collegate tra loro da una fibra ottica. L'entanglement tra gli ioni è stato prodotto in questa rete quantistica fondamentale con una fedeltà record per milioni di esecuzioni.
Il protocollo non avrebbe potuto essere eseguito in modo praticamente utile senza una fonte così coerente di entanglement di alta qualità. Verificare che l'entanglement fosse adeguatamente sfruttato è stato altrettanto cruciale. In teoria, sono stati necessari progressi significativi per l'elaborazione dei dati, l'estrazione efficace della chiave crittografica e la garanzia di prestazioni ottimali durante l'esperimento.
Nell'esperimento, le "parti legittime" - gli ioni - si trovavano in un unico laboratorio. Ma c'è un percorso chiaro per estendere la loro distanza a chilometri. Con questa prospettiva e gli ulteriori recenti progressi negli esperimenti correlati in Germania e Cina, c'è ora una reale prospettiva di trasformare la tecnologia teorica in pratica.
Riferimento della Gazzetta:
- Nadlinger DP et al. Distribuzione sperimentale di chiavi quantistiche certificata dal teorema di Bell. Natura, pubblicato online il 27 luglio 2022, DOI: 10.1038/s41586-022-04941-5
