Dimenticate la trade war, la guerra commerciale. Ce ne è un'altra di guerra che Usa e Cina stanno combattendo: quella per il dominio della tecnologia quantistica. E Pechino la sta vincendo. Anzi: forse l’ha vinta già. Anche grazie all’aiuto dell’Italia, con la quale sta per portare a termine, tra settembre e ottobre, il terzo test di comunicazione quantistica attraverso Micius, il primo satellite sperimentale cinese lanciato nel 2016 per la trasmissione dei dati che viaggiano alla velocità della luce. Una conferma del fatto che Italia e Cina collaborano in modo sempre più stretto nei settori della fisica applicata e dell’ingegneria aerospaziale.
L'annuncio del nuovo test è stato fatto giorni fa dall’ormai famoso scienziato dell’Accademia delle science sociali di Pechino, Pan Jianwei, a margine dell’ottava Conferenza nternazionale sulla crittografia quantistica a Shanghai. Pan è capo dell’esperimento QUESS (Quantum Experiment at Space Scale). L’obiettivo? Creare una rete Internet globale ultrasicura, cioè crittografata con un sistema che si basa su connessioni in fibra ottica e satellitari.
Il primo test è stato effettuato tra giugno e settembre del 2017 in collaborazione con l’Austria: il satellite ha permesso alla stazione di Xinlong, nella provincia dell’Hebei, di comunicare con Graz, in Austria, attraverso un sistema di crittografia quantistica basato sulla trasmissione di un singolo fotone. La videoconferenza intercontinentale tra l’Accademia delle scienze cinese e quella austriaca, a una distanza di 7.600 km, è durata 75 minuti: la trasmissione dati totale è stata di 2 gigabite, di cui solo 70 kB per lo scambio di chiavi quantistiche. Il primo passo verso una rete Internet quantistica globale.
“Siamo aperti a collaborare con team di altri Paesi al fine di condividere le nostre esperienze nella comunicazione quantistica”, ha spiegato al China Daily il professor Pan, aggiungendo che è in corso di negoziazione anche una cooperazione con Giappone e Stati Uniti, cioè i più importanti concorrenti della Cina nel campo delle tecnologie del futuro.
Il secondo test sulla comunicazione quantistica è stato condotto con Tenerife. Il prossimo esperimento, quello sino-italiano, avverrà a una distanza di oltre ottomila chilometri. Vedrà coinvolti varie stazioni di terra cinesi e il Centro di Geodesia Spaziale di Matera. Paolo Villoresi, docente di Fisica sperimentale all’università di Padova e coordinatore del gruppo di ricerca attivo da anni con il centro di Matera, ha confermato al quotidiano cinese la collaborazione con la Cina, che apre prospettive affascinanti in un campo che gli italiani esplorano da anni.
Uno studio sulla comunicazione quantistica dallo spazio condotto dal suo team fu pubblicato tre anni fa sulla rivista Physical Review Letters, dopo aver suscitato l’attenzione del New Scientist e della rivista online del Mit di Boston. “Questi studi – aveva detto Villoresi al portale IL Bo Live dell’Università di Padova - rispondono alla richiesta sempre crescente della società di scambiare informazioni in modo sicuro, soprattutto a seguito dei massicci attacchi alla privacy degli ultimi anni”.
La crittografia è una priorità dei governi. Micius - dal nome di un antico filosofo e scienziato cinese – ha reso possibile connettere due punti sulla terra (Cina ed Europa) per lo scambio di chiavi ad alta sicurezza. È una rivoluzione: questa rete in futuro renderà possibile connettere computer quantistici localizzati in punti diversi del globo - ottenendo così una maggiore potenza di calcolo - e raccogliere dati elaborati da sensori quantistici. Il tutto senza rischio di intercettazione.
Come spiega il notiziario online dell’Istituto nazionale di astrofisica, attualmente viene utilizzata la crittografia a chiave pubblica. Che funziona bene, ma ha un difetto: può essere violata dalla nuova generazione di pc: i computer quantistici. Al contrario, la distribuzione a chiave quantistica (Qkd) utilizza quanti di luce individuali – fotoni – per creare un sistema di crittografia inviolabile.
I primi esperimenti hanno riguardato la distribuzione quantistica a chiave pubblica su fibra ottica. Ma anche qui c'è una pecca: la perdita di segnale, che ha limitato finora la trasmissione di informazioni a qualche centinaio di chilometri. Anche in questo campo Pechino vanta un primato: la dorsale di comunicazione quantistica in fibra ottica più estesa è stata realizzata in Cina, con un percorso tra Pechino a Shanghai di circa 2.000 chilometri.
Alla base di questa rivoluzione ci sono i sopracitati computer quantistici, che utilizzano i fotoni (qubit) al posto del sistema binario del bit tradizionale. In pratica, quando gli impulsi elettrici vengono rimpiazzati da impulsi molto deboli di luce, il risultato è una macchina che è cento milioni di volte più veloce di quelle attuali. La potenza di calcolo di un computer quantistico permette applicazioni infinite, dalle previsioni sui mercati finanziari e sul meteo, alla nanotecnologia, all’elettronica molecolare, alla nanochimica, alla fotonica, alla fisica delle particelle. Alla crittografia – appunto.
Un campo su cui la Cina sta facendo passi da gigante. Pechino sta per sviluppare un computer quantistico di Stato che dovrebbe essere in grado di risolvere equazioni entro 0,01 secondi, molto più velocemente del più potente supercalcolatori Sunway Taihu Light, attualmente installato attualmente installato presso il National Supercomputing Center di Wuxi nella provincia dello Jiangsu (che ha surclassato Tianhe-2, il più potente dal 2013 al 2015). Da Microsoft a Ibm fino a Google, i colossi dell’hi-tech provano da anni a sviluppare un computer quantistico. La Cina, a quanto pare, è già avanti anni luce.
Se dietro la guerra commerciale c’è il tentativo di Trump di colpire i settori strategici del piano Made in China 2025 per frenare l’ambizione di Pechino a diventare leader dell’innovazione, dalla robotica all’intelligenza artificiale, una risposta chiara arriva dal recente rapporto dello Us China Economic and Security Review Commission. L’organo creato dal Congresso nel 2000 per tutelare la sicurezza nei rapporti bilaterali con Pechino, ha scritto infatti che la Cina ha ormai da tempo colmato il gap tecnologico con gli Stati Uniti nel campo dell’informatica quantistica: storico terreno di dominio americano. Alla base dell’avanzata cinese – si legge nel rapporto – la strategia sistemica del governo cinese, ma soprattutto “gli insufficienti finanziamenti degli Stati Uniti nella Ricerca e Sviluppo e uno scarso coordinamento a livello governativo”. Gli Usa – scrive l’agenzia Bloomberg – ha investito nella ricerca quantistica 200 milioni di dollari nel 2016. Troppo poco, secondo gli esperti.
La spesa che Pechino ha destinato a questo settore è poco nota (le stime ufficiali tendono a minimizzare). Stando ai dati dell’Istituto di ricerca di Qianzhai, si tratta di un mercato da 18 miliardi di yuan (2 miliardi di dollari), destinato a raggiungere quota 32 miliardi nel 2018. Ma c’è una cosa che sappiamo con certezza: la Cina sta costruendo un nuovo centro di ricerca sulle applicazioni quantistiche. Il National Laboratory for Quantum Information Center sorgerà tra Shanghai, Pechino e Hefei, nella provincia dell’Anhui. La struttura è costata 100 miliardi di yuan (circa 14 milioni di dollari), scrive il Quotidiano del Popolo.