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Emanuele Roccia

Dopo la laurea in fisica presso la Sapienza Università di Roma, ha conseguito il dottorato di ricerca in Scienze della Materia, Nanotecnologie e Sistemi Complessi all'Università degli Studi di Roma Tre, lavorando all'interno del gruppo NEw Quantum Optics group (NEQO) dove ha studiato l'effetto di correlazioni spettrali a due fotoni entangled emessi da sorgenti di tipo Spontaneous Parametric Down-Conversion (SPDC) nell'ambito della metrologia quantistica. Attualmente è assegnista di ricerca presso la Sapienza Università di Roma nel gruppo Nanophotonics dove è impegnato nello studio di protocolli di comunicazione quantistica tramite l'utilizzo di quantum dot come emettitori di coppie di fotoni entangled.

Prima distribuzione wireless di una chiave quantistica generata con quantum dot

Un gruppo di ricercatori del dipartimento di fisica della Sapienza Università di Roma ha inviato una chiave quantistica in modalità wireless tra due edifici del campus distanti circa 250 metri, usando come sorgente un quantum dot, un particolare tipo di dispositivo semiconduttore di dimensioni nanometriche. Si tratta di un protocollo di crittografia quantistica basato sul fenomeno dell'entanglement, che caratterizza le coppie di fotoni (particelle di luce) emesse da questi dispositivi. La chiave quantistica serve sia a decifrare il messaggio inviato attraverso un canale classico, sia ad allertare in caso di attacchi di terze parti. Le sorgenti di fotoni entangled più convenzionali hanno il difetto di emettere coppie di fotoni identiche quasi contemporaneamente. Questo mette a rischio la sicurezza della chiave, perché una terza parte può "leggere" le informazioni portate dai fotoni di una delle due coppie senza che né mittente né destinatario se ne rendano conto. Al contrario i quantum dot emettono singole coppie on demand e rappresentano quindi una soluzione molto promettente per i protocolli di crittografia quantistica.

Un'immagine dell'esperimento, per gentile concessione degli autori (tutti i diritti riservati).

La crittografia è uno degli ingranaggi nascosti della macchina della rete che utilizziamo, talvolta inconsapevolmente, accedendo a un account bancario o comunicando con un conoscente tramite una app di messaggistica. I dati vengono protetti dall’intrusione di terze parti usando algoritmi che richiederebbero risorse computazionali impraticabili per essere attaccati. La sicurezza a medio-lungo termine di questi sistemi di crittografia si basa infatti su assunzioni riguardo le capacità tecnologiche dell’agente ostile.