Toshiba batte il record di trasmissione di segnali quantistici su fibra ottica

[Redazione di Hardware Upg]

Link alla notizia: https://edge9.hwupgrade.it/news/inno...ica_98441.html

Toshiba ha annunciato di aver sviluppato una tecnica che permette di effettuare comunicazioni quantistiche tramite fibra ottica su distanze da record: l'azienda è riuscita a trasmettere un segnale a 600 km di distanza

Click sul link per visualizzare la notizia.

[demon77]

Non ho capito.
Cioè.. un segnale su fibra ottica è sempre un impulso luminoso che poi viene decodificato come informazione.. ma il segnale sempre quello è, che ci sia attaccato un pc normale, un supercomputer o un computer quantistico.. o no?

[biometallo]

@demon77 la spiegazione credo vada cercata nell'articolo linkato in fondo alla notizia:

Il piano di Toshiba per la crittografia quantistica: 3 miliardi di dollari entro il 2030


Per essere più specifici, l'azienda si starebbe specializzando in un settore chiamato quantum key distribution o QKD in breve (in italiano "distribuzione di chiavi quantistica"). Si tratta di un metodo per distribuire chiavi crittografiche create a partire da stati quantistici di un sistema; tali chiavi, essendo di natura quantistica, permettono di rilevare tentativi di intercettazione da parte di terzi poiché l'atto di misurazione necessario per leggere le informazioni cambierebbe il loro stato quantistico e risulterebbe quindi rilevabile.

[demon77]

Originariamente inviato da biometallo

Per essere più specifici, l'azienda si starebbe specializzando in un settore chiamato quantum key distribution o QKD in breve (in italiano "distribuzione di chiavi quantistica"). Si tratta di un metodo per distribuire chiavi crittografiche create a partire da stati quantistici di un sistema; tali chiavi, essendo di natura quantistica, permettono di rilevare tentativi di intercettazione da parte di terzi poiché l'atto di misurazione necessario per leggere le informazioni cambierebbe il loro stato quantistico e risulterebbe quindi rilevabile.

Va bene. Ma sulla fibra ottica passano sempre e comunque impulsi luminosi, non è che possono passarci altre cose.
Poi questi impulsi puoi reinterpretarli come ti pare, dai dati puri al segnale audio al segnale video o altro ancora. Ma sempre e comunque impulsi luminosi restano, non è che possono passarci dei "qbit"
Anche ste chiavi di natura quantistica.. esistono solo all'interno di un computer quantistico.. come fai a salvare su un supporto uno status che cambia se viene letto?

[Slater91]

Originariamente inviato da demon77

Va bene. Ma sulla fibra ottica passano sempre e comunque impulsi luminosi, non è che possono passarci altre cose.
Poi questi impulsi puoi reinterpretarli come ti pare, dai dati puri al segnale audio al segnale video o altro ancora. Ma sempre e comunque impulsi luminosi restano, non è che possono passarci dei "qbit"
Anche ste chiavi di natura quantistica.. esistono solo all'interno di un computer quantistico.. come fai a salvare su un supporto uno status che cambia se viene letto?

Certo, passano sempre segnali luminosi, ma non sono mica tutti uguali! Un qubit altro non è che una particella subatomica (un fotone, un elettrone...) alla quale cambi una o più proprietà, come lo spin nel caso dell'elettrone o la polarizzazione nel caso del fotone. Tale proprietà convive con altre e questo insieme di proprietà è quello che definisce lo stato della particella e che ti permette di codificare informazioni.
Ora, il fatto è che le leggi della fisica dicono che non puoi leggere tutti gli stati della particella (principio di indeterminazione di Heisenberg) e che se "leggi" lo stato di una particella, dopo la lettura questo si altera e non puoi dopo ricrearlo perfettamente. L'esempio tipico è quello della posizione e della velocità dell'elettrone: per misurare una alteri l'altra caratteristica, quindi non puoi conoscerle entrambe nello stesso momento; puoi, però, conoscerne una e sapendo quale sia è possibile leggerla correttamente mantenendo le informazioni.
Ciò che è interessante del risultato di Toshiba è il fatto che è riuscita a trovare un modo per trasmettere fotoni su fibra ottica tradizionale preservandone lo stato quantistico su una distanza ragguardevole.
L'utilizzo molto utile della trasmissione di dati quantistici è la creazione di comunicazioni quantistiche tra computer quantistici: di fatto una rete quantistica. In questo modo puoi, come ho scritto, di fatto creare cluster di computer quantistici o comunque garantire la comunicazione tra più computer, cosa che apre a moltissimi scenari interessanti (basta pensare a cosa hanno fatto le reti ai computer tradizionali).
L'altro effetto di tutto ciò è che puoi codificare delle informazioni all'interno dello stato di alcune particelle ed essere certo che non sia possibile intercettazione, perché chi leggesse lo stato delle particelle lo altererebbe irreparabilmente. Per questo si parla di trasmissione quantistica come di qualcosa di "non intercettabile": perché se ci fosse un'intercettazione, sarebbe immediatamente evidente (e l'ultima cosa che vuoi far sapere è che hai intercettato le comunicazioni!). Le chiavi quantistiche di cui parli, invece, non sono altro che chiavi crittografiche normalissime create con metodi quantistici. Non servono computer quantistici per essere usate. La loro particolarità sta nel fatto che i computer tradizionali non sono in grado di svolgere le operazioni matematiche necessarie per ottenerle in tempi rapidi o, in alcuni casi, nel fatto che sono equiparabili a chiavi crittografiche lunghe come il messaggio da inviare e sono pertanto indecifrabili.

[demon77]

Originariamente inviato da Slater91

Certo, passano sempre segnali luminosi, ma non sono mica tutti uguali! Un qubit altro non è che una particella subatomica (un fotone, un elettrone...) alla quale cambi una o più proprietà, come lo spin nel caso dell'elettrone o la polarizzazione nel caso del fotone. Tale proprietà convive con altre e questo insieme di proprietà è quello che definisce lo stato della particella e che ti permette di codificare informazioni.
Ora, il fatto è che le leggi della fisica dicono che non puoi leggere tutti gli stati della particella (principio di indeterminazione di Heisenberg) e che se "leggi" lo stato di una particella, dopo la lettura questo si altera e non puoi dopo ricrearlo perfettamente. L'esempio tipico è quello della posizione e della velocità dell'elettrone: per misurare una alteri l'altra caratteristica, quindi non puoi conoscerle entrambe nello stesso momento; puoi, però, conoscerne una e sapendo quale sia è possibile leggerla correttamente mantenendo le informazioni.
Ciò che è interessante del risultato di Toshiba è il fatto che è riuscita a trovare un modo per trasmettere fotoni su fibra ottica tradizionale preservandone lo stato quantistico su una distanza ragguardevole.
L'utilizzo molto utile della trasmissione di dati quantistici è la creazione di comunicazioni quantistiche tra computer quantistici: di fatto una rete quantistica. In questo modo puoi, come ho scritto, di fatto creare cluster di computer quantistici o comunque garantire la comunicazione tra più computer, cosa che apre a moltissimi scenari interessanti (basta pensare a cosa hanno fatto le reti ai computer tradizionali).
L'altro effetto di tutto ciò è che puoi codificare delle informazioni all'interno dello stato di alcune particelle ed essere certo che non sia possibile intercettazione, perché chi leggesse lo stato delle particelle lo altererebbe irreparabilmente. Per questo si parla di trasmissione quantistica come di qualcosa di "non intercettabile": perché se ci fosse un'intercettazione, sarebbe immediatamente evidente (e l'ultima cosa che vuoi far sapere è che hai intercettato le comunicazioni!). Le chiavi quantistiche di cui parli, invece, non sono altro che chiavi crittografiche normalissime create con metodi quantistici. Non servono computer quantistici per essere usate. La loro particolarità sta nel fatto che i computer tradizionali non sono in grado di svolgere le operazioni matematiche necessarie per ottenerle in tempi rapidi o, in alcuni casi, nel fatto che sono equiparabili a chiavi crittografiche lunghe come il messaggio da inviare e sono pertanto indecifrabili.

Grazie!
Non ho capito proprio tutto ma il concetto adesso è di gran lunga più chiaro!