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Mauro Valeri

Dopo la laurea magistrale in fisica alla Sapienza Università di Roma, ha conseguito il dottorato di ricerca presso il Quantum Information Lab, dove attualmente lavora come ricercatore post-doc. L'esperienza in questo gruppo prevede l'uso di piattaforme fotoniche per lo studio della metrologia, della comunicazione e della crittografia quantistica. Ha partecipato alla realizzazione di sorgenti di fotoni entangled, distribuzione di entanglement all'interno di sistemi complessi, creazione di un canale in aria per la distribuzione di una chiave quantistica tra edifici distanti, sviluppo di sensori fotonici quantistici e tecniche di apprendimento automatico per migliorare l'accuratezza nei problemi di stima ottica monofase e multifase.

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.