L’Internet Research Task Force ha approvato il primo RFC per la Internet quantistica, documento a cui hanno lavorato anche i federiciani Angela Sara Cacciapuoti e Marcello Caleffi
Alla ricerca di nuovi standard per la Quantum Internet
La Internet Research Task Force, l’organismo internazionale che si occupa dei protocolli alla base del funzionamento di Internet (come IP e TCP), ha recentemente approvato il primo RFC per la Quantum Internet, una “Richiesta di Commenti” che è a tutti gli effetti un documento tecnico che descrive ricerche, innovazioni e nuovi standard di Internet.
La lavorazione del RFC 9940, intitolato “Principi Architetturali per la Quantum Internet” ha richiesto 4 anni e 11 versioni preliminari prima di raggiungere l’approvazione formale dell’organismo internazionale.
Il lavoro è firmato da sette scienziati, tra cui Angela Sara Cacciapuoti e Marcello Caleffi, docenti di Quantum Communications e Quantum Networks presso l’Università degli Studi di Napoli Federico II.
La Quantum Internet è una rete planetaria composta da computer quantistici che in futuro consentirà lo sfruttamento della meccanica quantistica per ampliare considerevolmente le possibilità offerte dall’Internet che conosciamo oggi. Nei computer quantistici i dati non sono codificati in bit classici ma in quantum bit (qubit) superando le limitazioni del bit in grado di trasportare solo due possibili stati (1 oppure 0) e ampliando notevolmente la potenza di calcolo.
Come tutte le grandi rivoluzioni scientifiche agli albori, è ancora difficile apprezzare appieno le potenzialità della meccanica quantistica applicata all’informatica dal momento che non esistono ancora infrastrutture complete e operative. Un po’ come all’alba di Internet, circa 50 anni fa, era impossibile prevedere gli smartphone e tutti gli sviluppi odierni della rete delle reti. in ogni caso la Quantum Internet esiste e sono già state teorizzate numerose applicazioni. Ma c’è il rischio che ricercatori e aziende diverse finiscano per progettare e realizzare tecnologie tra loro incompatibili. Per questo occorrono standard che garantiscano il principio alla base dell’Internet che conosciamo, soprattutto l’interoperabilità tra dispositivi e tecnologie.
Per 35 anni, l’organizzazione che ha garantito questi principi è stata l’Internet Engineering Task Force (IETF). Sin dagli albori di Internet, l’IETF ha pubblicato gli standard che definisco i protocolli di rete sotto forma di documenti RFC.
«Per avere una vera Quantum Internet, avremo bisogno di RFC che stabiliscano come comunicano tra loro i computer quantistici»
— Angela Sara Cacciapuoti
Per la professoressa Angela Sara Cacciapuoti, “il nostro lavoro appena pubblicato stabilisce il framework generale attraverso cui progettare la Quantum Internet, e fornire i principi architetturali di base per fisici e ingegneri. Rappresenta il primo passo di un viaggio che richiederà anni se non decenni. Ma si tratta di una sfida entusiasmante, che potrebbe spianare la strada per l’Internet del futuro così come Arpanet lanciò la rete globale di oggi”.
La ricerca dei docenti federiciani impegnati con le sfide per la realizzazione di una Quantum Internet attira comprensibilmente l’attenzione delle aziende che si occupano distributed quantum computing come la IBM e dimostra le qualità avanguardistiche della ricerca nel nostro Ateneo.
Protocolli per una Internet super-sicura e super-veloce
Le reti quantistiche consentono di realizzare applicazioni impossibili da ottenere tramite Internet classica, come le comunicazioni ultrasicure.
“La Quantum Internet è una distruptive innovation, che ridefinisce il concetto stesso di comunicazione”, ha affermato il docente federiciano Marcello Caleffi. “Creare una rete di computer e dispositivi quantistici consentirebbe di comunicare senza dover trasmettere il messaggio. Tra l’altro, se il messaggio riesce a raggiungere la destinazione senza passare attraverso la rete, la comunicazione è impossibile da hackerare, a prescindere dalle potenzialità tecniche ed economiche dell’attaccante. Il trucco è distribuire entanglement, tra sorgente e destinazione del messaggio, e utilizzare la quantum teleportation per teletrasportare il messaggio alla destinazione”.
L’entanglement è un concetto complesso ma che sta diventato pian piano sempre più comprensibile grazie anche all’ultimo premio Nobel per la fisica.
Ma le possibili applicazioni della Quantum Internet non si limitano a comunicazioni super-sicure e super-veloci. Secondo Marcello Caleffi “Interconnettendo computer quantistici saremo in grado di incrementare esponenzialmente la loro potenza di calcolo, risolvendo problemi oggi inavvicinabili. Le aspettative della comunità scientifica sono molto ambiziose: è probabile che il futuro delle reti quantistiche ci riservi scoperte sorprendenti e di grande impatto”.
Per approfondire
- Architectural Principles for a Quantum Internet (https://www.rfc-editor.org/info/rfc9340)