Studio italiano CNR-ASI esplora l'uso del medio infrarosso per trasmettere informazioni quantistiche nell'atmosfera, superando nebbia e smog.
Un team di ricerca italiano ha individuato una nuova strada per rendere più affidabili le comunicazioni quantistiche del futuro: utilizzare la luce nel medio infrarosso. Lo studio, condotto dall'Istituto Nazionale di Ottica del CNR in collaborazione con l'Agenzia Spaziale Italiana e pubblicato su Advanced Quantum Technologies, mostra come questa regione dello spettro luminoso possa migliorare la trasmissione di informazioni quantistiche attraverso l'atmosfera.
Le simulazioni dimostrano che il medio infrarosso permette una propagazione più robusta dei singoli fotoni, le particelle elementari della luce che trasportano le informazioni quantistiche, anche in presenza di condizioni ambientali avverse come nebbia e smog. Questo approccio apre la strada a collegamenti quantistici più sicuri non solo via fibra ottica, ma anche nell'aria, tra edifici, stazioni terrestri e potenzialmente verso i satelliti.
Le comunicazioni quantistiche rappresentano una rivoluzione nella sicurezza delle trasmissioni dati perché sfruttano le proprietà della meccanica quantistica. L'idea fondamentale nasce dagli anni '80, quando si scoprì che si potevano usare particelle di luce (fotoni) per creare chiavi crittografiche impossibili da intercettare senza essere rilevate. Questo avviene grazie al principio quantistico per cui misurare un sistema quantistico lo altera inevitabilmente, segnalando così eventuali tentativi di spionaggio.
Per decenni, queste comunicazioni sono state confinate principalmente alle fibre ottiche, che però hanno limiti di distanza. Per collegamenti più lunghi, come quelli via satellite necessari per reti globali sicure, serve trasmettere attraverso l'atmosfera. Qui nasce il problema: la luce visibile o nel vicino infrarosso tradizionalmente usata viene facilmente assorbita o dispersa da particelle nell'aria come goccioline di nebbia o inquinanti. La ricerca italiana parte proprio da questa sfida, esplorando una regione dello spettro – il medio infrarosso – che interagisce meno con questi ostacoli, rendendo possibile trasmissioni più affidabili anche in condizioni meteorologiche difficili.
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