DI COSA SI TRATTA
Le Tecnologie Quantistiche (QT) sono un settore R&D fortemente innovativo con un potenziale d’impatto difficilmente eguagliabile. Quella che potremo vivere nei prossimi anni si annuncia come una vera rivoluzione, derivante dalla gestione e sfruttamento delle potenzialità dei fenomeni quantistici, quali l’entanglement, in cui proprietà di correlazione che non hanno analoghi nel mondo della fisica classica, abiliteranno protocolli di comunicazione e computazione inaccessibili ai sistemi attuali.
La BlockChain (BC) è una piattaforma di contabilità distribuita con elevata fault tolerance, che nella responsabilità e nella trasparenza delle transazioni ha le sue caratteristiche principali. In una moderna rete BC, le transazioni vengono archiviate su un computer (nodo) di un suo membro mediante una sequenza di blocchi di informazioni sequenzialmente collegati. Queste sequenze sono quindi replicate in tutti nodi della rete a tutela dell’integrità della BC.
La BC si basa su due tecnologie computazionali concorrenti: la crittografia e la firma digitale. La maggior parte delle piattaforme BC si basano sulla crittografia a chiave pubblica o sulla fattorizzazione di numeri primi per generare la firma digitale: la sicurezza di questi algoritmi si fonda sull’assunzione di una elevata complessità computazionale dei problemi matematici sottesi.
Il paradigma della QKD (Quantum Key Distrubution) supera il concetto di sicurezza basata sulla complessità restituendoci un concetto di sicurezza intrinseca nella natura della piattaforma fisica di implementazione.
Il laboratorio nasce con l’idea di creare un ambiente operativo in cui un sistema QKD collegato alla rete ideale venga integrato in protocolli di autenticazione su BC.
COSA PROPONE
Se confrontate con altre tecnologie più tradizionali, le QT hanno la capacità unica di poter condurre alla soluzione di problemi oggi tipicamente catalogati come impossibili, irresolubili, o molto costosi dal punto di vista computazionale e quindi energetico. La trasformazione che si prefigura è dirompente avendo le QT ricadute dirette e di grande portata su tutti i campi della scienza, dall’informatica alla biologia, dalle telecomunicazioni all’ingegneria, alla medicina all’ambiente e all’energia.
L’Italia ha contribuito in maniera determinante alla ricerca sulla comunicazione quantistica sia a livello accademico che industriale occupandosi di comunicazione sia in fibra sia free-space, dello sviluppo di componentistica ottica integrata e di protocolli avanzati. L’Italia è, infatti, l’unica nazione europea dotata di una infrastruttura di ricerca basata su una dorsale in fibra ottica, dedicata prima alla diffusione della sincronizzazione di tempo e frequenza, e successivamente alle tecnologie quantistiche: l’Italian Quantum Backbone (IQB).
Il Laboratorio della CTEMT può funzionare da banco di prova per la comunicazione quantistica e per le tecnologie correlate, garantendo l’accesso all’industria per un’ampia gamma di sviluppo di applicazioni e di software nel campo della finanza, ma con implicazioni significative nel campo dell’Aerospazio, nella generale Transizione Digitale e nell’intelligenza artificiale.
OPPORTUNITÀ
OPPORTUNITÀ
Attività e Use Case perseguiti dal laboratorio
Il Laboratorio propone lo sviluppo di una piattaforma quantistica di BC basata su QKD all’interno di una rete urbana. In particolare il Laboratorio svilupperà un prototipo di BC con autenticazione quantistica delle informazioni, unitamente a nuovi protocolli in grado di garantire la generazione dei nuovi blocchi attraverso un meccanismo di codifica di dati già presenti nello scambio del protocollo di autenticazione. In questo modo il livello di sicurezza è garantito sia a livello di membro di ingresso della BC sia a livello di operazione proposta.
Verranno quindi realizzate attività finalizzate alla definizione di metriche prestazionali di dispositivi e mezzi di comunicazione e di come esse impattino sui parametri di configurazione e sulla sicurezza di una BC.
Infine sarà progettata una rete QKD su una infrastruttura a fibra ottica per rete metropolitana su Matera. Il protocollo QKD sarà scelto in base alla sua compatibilità con i requisiti della BC.