Immagine in evidenza da European Space Agency

Quando si parla del rapporto tra quantum computing e sicurezza informatica il pensiero è spesso rivolto al tema della crittografia: in futuro un tecnico potrebbe accendere un computer quantistico all’interno di un data center e in pochi minuti decifrare comunicazioni intercettate e archiviate dieci anni prima, protette dagli algoritmi crittografici moderni (harvest now, decrypt later).

Documenti governativi, transazioni bancarie, segreti industriali improvvisamente esposti. Non è fantascienza, ma il potenziale scenario che ha spinto Stati, infrastrutture critiche e organizzazioni di tutto il mondo alla transizione verso nuovi algoritmi di cifratura, resistenti agli attacchi quantistici.

Un altro tema cruciale della crittografia del futuro è però quello dello scambio sicuro delle chiavi crittografiche, per impedire che possano essere intercettate o manipolate: un problema che ha portato Europa, Stati Uniti, Cina e Russia a investire massicciamente in un’altra tecnologia: la comunicazione quantistica.

L’Agenzia spaziale europea (ESA) ha affidato a un consorzio guidato da Thales Alenia Space un contratto da 50 milioni di euro per la fase di definizione della missione SAGA. L’obiettivo è progettare un satellite capace di generare e distribuire chiavi crittografiche quantistiche per usi governativi e per collegare il futuro network EuroQCI, la dorsale europea per la comunicazione quantistica sicura.

Fabio Sciarrino, professore di fisica quantistica alla Sapienza di Roma, ha spiegato che con SAGA l’Europa avrà un segmento spaziale sovrano per la sicurezza delle comunicazioni: “Non si tratta solo di tecnologia: è una questione di autonomia strategica”.

Computer quantistici e crittografia moderna: “harvest now, decrypt later”

Rubare oggi, decifrare domani. Agenzie di intelligence e attori statali stanno raccogliendo enormi quantità di dati cifrati, sapendo che, tra dieci o quindici anni, i computer quantistici saranno abbastanza potenti da leggerli. “I dati raccolti oggi possono essere messi da parte e letti quando i computer quantistici diventeranno abbastanza potenti”, ha spiegato Giuseppe Vallone, docente all’Università di Padova. “Per settori come sanità, energia e finanza, è un rischio reale”.

Nel 2019, Google dichiarò di aver raggiunto la “quantum supremacy”. Nel 2023, IBM superò i 1.000 qubit (l’equivalente dei bit nei computer quantistici) con il chip Condor. Il 9 dicembre 2024, Google ha presentato Willow, un processore da 105 qubit che ha completato in meno di cinque minuti un test sperimentale, progettato appositamente, che per i computer classici avrebbe richiesto un lasso di tempo praticamente infinito. Dal canto suo, IBM ha invece annunciato nel novembre 2025 il chip Quantum Nighthawk con 120 qubit, e punta a Starling per il 2029: un computer quantistico funzionante non più solo su progetti teorici e sperimentali, che sarà costruito nel data center di Poughkeepsie, New York.

La timeline della minaccia, dunque, si sta accorciando. I computer quantistici capaci di violare gli algoritmi RSA-2048 potrebbero infatti essere operativi tra il 2030 e il 2035. Per questo il National Institute of Standards and Technology (NIST) statunitense ha pubblicato nel 2024 i primi algoritmi di crittografia post-quantistica, resistenti agli attacchi. Ma proteggono solo i dati futuri, non quelli già rubati.

Le origini della comunicazione quantistica: dalla teoria alla realtà

La comunicazione quantistica affonda le radici nel 1984, quando Charles Bennett e Gilles Brassard presentarono il protocollo BB84. Era teoria pura: un sistema in cui a garantire la sicurezza non sarebbero state le leggi della matematica, ma della fisica quantistica. Per decenni il protocollo rimase però confinato nei laboratori.

Il punto di svolta arrivò nell’agosto 2016, quando la Cina lanciò Micius, il primo satellite al mondo dedicato alla comunicazione quantistica. Micius stabilì collegamenti quantistici sicuri tra Pechino e Vienna, superando i 7.600 chilometri di distanza. Fu il momento Sputnik del XXI secolo: Washington si accorse di essere in ritardo. Come ha recentemente ammesso un funzionario del Pentagono, “per anni abbiamo sottovalutato gli investimenti cinesi nel quantum. Credevamo fossero solo propaganda”.

Da Vienna a Tokyo, da Pechino a Ginevra, le prime “reti metropolitane” quantistiche cominciarono a operare. Ma il vero impulso venne dalla consapevolezza che i computer quantistici avrebbero un domani potuto frantumare la crittografia classica. E, con essa, mezzo secolo di segreti digitali.

Come funziona: la fisica al posto della matematica

La comunicazione quantistica non è una semplice evoluzione della crittografia: è un cambio di paradigma. La sua sicurezza non dipende dalla complessità computazionale di problemi matematici, ma dall’impossibilità fisica di intercettare un segnale senza alterarlo. Le informazioni sono codificate nello stato fisico dei fotoni, particelle di luce, e ogni tentativo di intercettazione altera inevitabilmente lo stato quantistico del segnale, rendendo rilevabile un’intrusione. “È come lasciare impronte digitali in ogni bit”, ha spiegato Stefano Pirandola, fisico teorico dell’Università di York. “Se qualcuno prova a leggere la chiave, il sistema lo segnala subito”.

C’è però un limite: i fotoni viaggiano bene in fibra ottica, ma oltre i 100-150 chilometri il segnale si degrada. Per questo servono i satelliti. In orbita, i fotoni viaggiano nel vuoto con perdite minime, permettendo collegamenti intercontinentali. È qui che SAGA, Micius e i progetti statunitensi entrano in gioco.

Del resto, il gruppo del fisico cinese Jian-Wei Pan parla apertamente da tempo di applicazioni su larga scala e di nuovi satelliti ad alta orbita: “Questi ultimi possono collegare due punti sulla Terra distanti 10mila chilometri”, evidenziando le potenzialità di connessioni globali sicure.

Scenari futuri: mappa del quantum

Presente (2026)

Test operativi di QKD su dorsali in fibra ottica, Qolossus 2.0 operativo alla Sapienza, EuroQCI in costruzione, rete nazionale cinese di 12.000 km pienamente operativa, collegamenti quantistici intercontinentali via satellite.

Orizzonte 2027-2030

SAGA operativo tra 2027 e 2029, integrazione completa tra segmento spaziale e terrestre, computer quantistici fault-tolerant (IBM punta a Starling per il 2029), ripetitori quantistici di nuova generazione, espansione commerciale.

Applicazioni strategiche

Settore bancario: transazioni protette da chiavi quantistiche incorruttibili. Sanità: cartelle cliniche e dati genomici al sicuro per sempre. Energia: controllo delle smart grid senza vulnerabilità. Difesa: comunicazioni militari e diplomatiche su canali quantistici. Infrastrutture critiche: aeroporti, centrali, reti idriche protette da attacchi informatici.

Entro il 2035

L’Europa potrebbe disporre di una rete quantistica sovrana che collega tutti gli Stati membri. Le tre tecnologie quantistiche (calcolo, comunicazione, sensori) potrebbero generare fino a 97 miliardi di dollari. Il mercato globale della comunicazione quantistica, valutato in 1,1 miliardi di dollari nel 2024, è previsto che raggiunga i 5,4 miliardi nel 2030.

La corsa globale: quattro modelli a confronto

La Cina, con il satellite Micius e una rete nazionale in fibra ottica lunga 12mila chilometri, ha investito circa 15 miliardi di dollari in tecnologie quantistiche. A marzo 2025, un team cinese ha realizzato una comunicazione quantistica tra Cina e Sudafrica su 12.900 chilometri via satellite Jinan-1.

Nel dicembre 2024, China Telecom ha svelato Tianyan-504, il computer quantistico più potente del Paese con 504 qubit, e contestualmente l’infrastruttura per le comunicazioni sicure “Quantum Secure Link”, che conta quasi 6 milioni di utenti e oltre 3mila organizzazioni. Non è solo tecnologia: è soft power. Offrendo comunicazioni sicure ai Paesi partner, Pechino aumenta la dipendenza tecnologica nei suoi confronti, come fecero gli americani con Internet negli anni Novanta. L’industria quantistica cinese è passata da 93 aziende nel 2023 a 153 nel 2024. La scala dell’industria raggiungerà 1,61 miliardi di dollari entro il 2025.

Gli Stati Uniti hanno imparato la lezione dello Sputnik. La strategia attuale di Washington è duplice: crittografia post-quantistica per le comunicazioni di massa, reti quantistiche satellitari per i canali strategici. Il NIST ha già definito i primi algoritmi resistenti ai computer quantistici. NASA e DARPA lavorano su reti sperimentali.

Il budget federale per la ricerca quantistica ha raggiunto 998 milioni di dollari per il 2025. A marzo 2024, DARPA ha lanciato il programma QuANET per integrare reti quantistiche con infrastrutture classiche. La National Quantum Initiative – che coordina la strategia federale statunitense – dovrebbe invece essere a breve riautorizzata fino al 2034, con 2,7 miliardi di dollari destinati a NIST, NSF e NASA.

La Russia procede con obiettivi militari dichiarati. Roscosmos e l’Istituto di Fisica Generale hanno testato collegamenti ottici sicuri tra satelliti e basi terrestri, in linea con il piano “Quantum Communications 2030”. La cooperazione con la Cina, dimostrata dal collegamento Mosca-Urumqi del gennaio 2024, segnala un’alleanza tecnologica che preoccupa l’Occidente.

Dal canto suo, l’Europa risponde con SAGA e un’articolata strategia quantistica: a marzo 2025 si è chiusa la call EuroQCI con 24 proposte e un budget complessivo di 90 milioni di euro per migliorare la sicurezza delle comunicazioni. Il satellite prototipo Eagle-1 sarà lanciato tra fine 2026 e inizio 2027. A giugno 2025 è stato invece inaugurato il primo computer quantistico EuroHPC a Poznan, seguito a settembre dal sistema “VLQ” a Ostrava. A luglio 2025, la Commissione europea ha inoltre adottato una Strategia Quantistica per consolidare la leadership tecnologica.

Anche l’Italia gioca un ruolo importante: il 9 dicembre 2025, la Sapienza di Roma ha presentato Qolossus 2.0, il primo computer quantistico fotonico italiano modulare. A differenza dei sistemi superconduttivi di Google e IBM, Qolossus opera a temperatura ambiente e si integra naturalmente con le comunicazioni quantistiche.

Il processore, prodotto in Italia grazie al CNR di Milano e all’Università di Pavia, rappresenta non solo un primato scientifico, ma la nostra carta, come evidenziato in numerose analisi, per non dipendere dalle architetture superconduttive americane o cinesi. È una questione di sovranità tecnologica. La scalabilità dei sistemi fotonici potrebbe cambiare le regole del gioco. “La tecnologia è pronta”, ha spiegato Sciarrino. “Ma la politica e i finanziamenti devono correre alla stessa velocità”.

Ci sono però alcuni ostacoli ancora da superare. Il punto debole sono i trusted nodes, nodi intermedi che devono decifrare e ricifrare le chiavi. Se compromessi, l’intera catena sarebbe a rischio. “I ripetitori quantistici, che eliminerebbero questo problema, sono però ancora sperimentali”, prosegue Sciarrino.

Altri ostacoli riguardano la vulnerabilità ai disturbi ambientali, la sincronizzazione tra stazioni terrestri e satelliti in movimento e i costi ancora proibitivi per applicazioni commerciali di massa. I progressi però sono rapidi. In Italia, per esempio, test sul campo hanno dimostrato la distribuzione di chiavi sulla dorsale Torino-Matera, coprendo 1.800 chilometri.

In sintesi: la Cina ha capito per prima che chi controlla le comunicazioni sicure può costruire alleanze strategiche. Gli Stati Uniti rispondono con pragmatismo, mescolando soluzioni matematiche e fisiche. SAGA ed EuroQCI rappresentano invece la terza via europea. Tutto questo non rappresenta però un traguardo, ma il punto di partenza di una nuova sfida tecnologica che potrebbe determinare le gerarchie del XXI secolo.

L'articolo Comunicazione quantistica: la nuova frontiera della sicurezza digitale europea proviene da Guerre di Rete.

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