La Cina vuole espandere la sua tecnologia satellitare quantistica
New Telecommunications Satellite Orbiting Earth - NASA Map - 3D Rendering
La Cina ha svolto diverse dimostrazioni di comunicazioni quantistiche sicure tramite satelliti, come nel caso del programma Micius. Questi esperimenti hanno evidenziato il potenziale dell’entanglement quantistico per garantire comunicazioni crittograficamente sicure su lunghe distanze. Questo successo ha spinto la Cina a perseguire ulteriori sviluppi nella tecnologia satellitare quantistica, mirando a raggiungere nuovi standard di sicurezza e prestazioni.
Cosa si intende per tecnologia satellitare quantistica
La tecnologia satellitare quantistica si basa sull’applicazione dei principi della fisica quantistica nello spazio e sull’utilizzo di sistemi quantistici per scopi legati all’esplorazione e alle comunicazioni spaziali. Un esempio illustre è il programma cinese Micius, che ha dimostrato la possibilità di effettuare comunicazioni crittograficamente sicure utilizzando fotoni entangled per trasmettere informazioni tra lo spazio e la Terra. Questo tipo di comunicazione è considerato inviolabile secondo i principi della fisica quantistica.
Differenti sono i compiti della tecnologia satellitare quantistica, infatti i satelliti quantistici svolgono un ruolo cruciale nell’instaurare canali di comunicazione crittograficamente sicuri, basati sull’entanglement quantistico e sulla distribuzione di chiavi. Questi canali sono altamente sicuri e resistenti all’intercettazione, garantendo una protezione avanzata per le comunicazioni. Inoltre, consentono la distribuzione di chiavi crittografiche quantistiche in luoghi remoti della Terra, abilitando comunicazioni sicure su lunghe distanze.
Oltre a ciò, i satelliti offrono la possibilità di condurre esperimenti e misurazioni quantistiche nello spazio, permettendo l’analisi di fenomeni quantistici in condizioni estreme. L’installazione di orologi atomici quantistici sui satelliti contribuisce ad aumentare la precisione della navigazione spaziale e dei sistemi di posizionamento.
La tecnologia satellitare quantistica si estende anche alla creazione di reti di comunicazione quantistica che collegano diverse località sulla Terra attraverso l’uso di satelliti quantistici. Inoltre, alcuni di questi satelliti sono impiegati per eseguire esperimenti sulla materia oscura e per verificare la teoria della relatività di Einstein sfruttando l’entanglement quantistico.
I prossimi step della Cina
La Cina sta avanzando nel campo della tecnologia satellitare quantistica, andando oltre il successo del suo primo satellite quantistico, Micius. Wang Jianyu, esperto del settore, afferma che la tecnologia satellitare quantistica sta conoscendo una crescita significativa. Un esempio tangibile è il satellite QKD, acronimo di “Quantum Key Distribution“, che sfrutta una sorgente di fotoni per generare bit quantistici o qubit. Questi fotoni vengono polarizzati in orientamenti specifici per rappresentare l’informazione quantistica. Il satellite è in grado di creare coppie di fotoni casuali ma intrecciate, generando così chiavi segrete che vengono distribuite a due stazioni terrestri separate, ognuna dotata di rilevatori per misurare la polarizzazione dei fotoni in arrivo. Questo processo consente a due parti di comunicare, crittografare e decrittografare i dati utilizzando chiavi create con proprietà quantistiche.
Posizionare i nuovi satelliti quantistici in orbite più elevate, simili a quelle dei satelliti GPS, consentirà loro di avere una visione più ampia della Terra sottostante rispetto a Micius, che orbita a circa 310 miglia (500 km) sopra il nostro pianeta. Questi nuovi satelliti saranno visibili alle stazioni di terra per periodi di tempo più prolungati, permettendo agli scienziati e agli ingegneri cinesi di trasmettere con precisione le chiavi quantistiche su distanze molto maggiori.
Sviluppi futuri
Wang ha sottolineato che la tecnologia spaziale quantistica potrebbe aprire nuovi orizzonti nelle ricerche relative all’esplorazione del profondo spazio e nel monitoraggio delle onde gravitazionali spaziali. Non solo la Cina, ma anche altri Paesi stanno investendo energie in questo settore, che potrebbe rivoluzionare il modo in cui gestiamo e trasmettiamo dati sensibili.
L’Europa è attualmente impegnata nel progetto di lancio del satellite dimostrativo Quantum Key Distribution Satellite (QKDSat), conosciuto come Eagle-1. Questa iniziativa è stata annunciata lo scorso anno dall’Agenzia Spaziale Europea e promette di contribuire significativamente allo sviluppo della tecnologia quantistica spaziale.