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GPS e navigazione basata sui satelliti surclassata dalla tecnologia quantistica … senza satelliti

Nel mondo della navigazione e della geo-localizzazione, il GPS (Global Positioning System) ha dominato per decenni. Basato su una rete di satelliti, il GPS è diventato un componente essenziale in molteplici settori, dalle applicazioni quotidiane come le mappe stradali alle operazioni militari di precisione. Tuttavia, una nuova tecnologia emergente potrebbe rivoluzionare questo campo: la navigazione quantistica.

Cos’è la Navigazione Quantistica?

La navigazione quantistica sfrutta le proprietà uniche della meccanica quantistica per determinare la posizione con una precisione senza precedenti. A differenza del GPS, che richiede una connessione continua con i satelliti, i sistemi di navigazione quantistica possono funzionare indipendentemente, eliminando la necessità di un’infrastruttura satellitare.

Come Funziona la Navigazione Quantistica?

La navigazione quantistica si basa su sensori quantistici, come gli accelerometri e i giroscopi quantistici, che misurano con estrema precisione i cambiamenti di velocità e direzione. Utilizzando atomi raffreddati a temperature vicine allo zero assoluto, questi sensori sono in grado di rilevare variazioni minime nei campi gravitazionali e magnetici, consentendo una navigazione precisa anche in ambienti in cui il segnale GPS è debole o inesistente.

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Vantaggi della Navigazione Quantistica

  1. Precisione Superiore: I sistemi di navigazione quantistica offrono una precisione di localizzazione significativamente superiore rispetto al GPS.
  2. Indipendenza dai Satelliti: Non richiedendo una connessione satellitare, questi sistemi sono meno vulnerabili a interferenze, guasti dei satelliti o attacchi di jamming.
  3. Affidabilità in Ambienti Ostili: Possono funzionare efficacemente in ambienti subacquei, sotterranei o in aree urbane dense, dove i segnali GPS possono essere bloccati o degradati.

Applicazioni Potenziali

  • Navigazione Aeronautica e Marittima: Migliorare la sicurezza e l’efficienza delle rotte di volo e marittime.
  • Militare: Offrire una navigazione sicura e affidabile in scenari di guerra elettronica.
  • Autonomous Vehicles: Consentire ai veicoli autonomi di navigare con maggiore precisione e sicurezza.
  • Esplorazione Spaziale: Fornire strumenti di navigazione per missioni spaziali a lunga distanza.

Sfide e Prospettive Future

Nonostante i suoi enormi potenziali, la navigazione quantistica è ancora in fase di sviluppo e affronta diverse sfide tecniche, tra cui la miniaturizzazione dei sensori e la riduzione dei costi. Tuttavia, con i progressi continui nella tecnologia quantistica, è probabile che vedremo applicazioni pratiche di questa tecnologia entro il prossimo decennio.

Conclusione

La navigazione quantistica rappresenta una rivoluzione nel campo della geolocalizzazione. Superando i limiti del GPS, questa tecnologia emergente ha il potenziale di trasformare non solo il modo in cui navighiamo, ma anche di aprire nuove frontiere in vari settori. Mentre continuiamo a esplorare le possibilità offerte dalla meccanica quantistica, il futuro della navigazione sembra essere luminoso e sorprendentemente innovativo.

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Quando gli scassinatori non temono i lucchetti. Quali sono le nuove frontiere della crittografia nell’era dei computer quantistici?

Con l’avvento del calcolo quantistico, il panorama della crittografia è destinato a cambiare radicalmente. I computer quantistici, con la loro capacità di elaborare informazioni a velocità esponenzialmente superiori rispetto ai computer classici, rappresentano una minaccia significativa per gli attuali sistemi di crittografia. Questo articolo esplorerà come la crittografia post-quantistica (PQC) sta emergendo come soluzione per proteggere i dati nell’era quantistica.

Forse non sapevi che:

Appena un anno fa, il 27 febbraio 2023, Google ha annunciato

I fisici di Google hanno raggiunto quella che descrivono come la seconda pietra miliare lungo il percorso verso un computer quantistico di uso pratico. In un laboratorio di Santa Barbara, in California, hanno dimostrato di poter ridurre il tasso di errore dei calcoli espandendo il codice quantistico.

La Minaccia del Calcolo Quantistico

I computer quantistici utilizzano qubit, che possono rappresentare simultaneamente 0 e 1 grazie al fenomeno della sovrapposizione quantistica. Questo permette loro di eseguire calcoli complessi molto più rapidamente rispetto ai computer classici. Una delle implicazioni più preoccupanti è la capacità dei computer quantistici di rompere gli attuali algoritmi di crittografia a chiave pubblica, come RSA e ECC, che sono alla base della sicurezza dei dati online.

Cos’è la Crittografia Post-Quantistica?

La crittografia post-quantistica si riferisce a nuovi algoritmi di crittografia che sono progettati per essere sicuri contro gli attacchi da parte dei computer quantistici. Questi algoritmi sfruttano problemi matematici complessi che non possono essere risolti efficientemente nemmeno con i più avanzati computer quantistici.

Ho chiesto a ChatGPT …

Verosimilmente la tecnologia alla base del computer quantistico e il computer quantistico stesso, sono già a disposizione dei militari in paesi quali Stati Uniti, Cina, Giappone e con tutta probabilità anche la Russia. Facendo finta che ci troviamo in uno scenario così descritto, secondo te quali sono i maggiori rischi per la sicurezza del cittadino?

ChatGPT

In uno scenario in cui i computer quantistici sono già nelle mani dei militari di grandi potenze, i maggiori rischi per la sicurezza dei cittadini includono:

  • Intercettazione e Decrittazione dei Dati Sensibili: I computer quantistici potrebbero essere utilizzati per decifrare le comunicazioni cifrate, compromettendo la privacy delle comunicazioni personali e aziendali. Questo potrebbe esporre informazioni sensibili come dati finanziari, segreti commerciali e informazioni personali.
  • Sicurezza Nazionale: I computer quantistici potrebbero essere usati per violare le reti di comunicazione e i sistemi informatici di altri paesi, minando la sicurezza nazionale e creando instabilità geopolitica.
  • Crimini Informatici: Se la tecnologia quantistica dovesse finire nelle mani sbagliate, i criminali informatici potrebbero utilizzarla per commettere frodi su larga scala, rubare identità e compromettere sistemi finanziari.
  • Disparità Tecnologica: La disponibilità di computer quantistici avanzati potrebbe creare una disparità tecnologica significativa tra i paesi, con conseguenze potenzialmente gravi per l’economia globale e la sicurezza.

Algoritmi di Crittografia Post-Quantistica

Ecco un elenco dei principali algoritmi di crittografia Post quantistica che ho trovato in giro e che prima o poi approfondirò:

  1. Lattice-based Cryptography: Basata su problemi complessi relativi alle strutture reticolari (lattici), questa crittografia è considerata resistente agli attacchi quantistici. Esempi includono NTRU e Learning With Errors (LWE).
  2. Multivariate Polynomial Cryptography: Utilizza equazioni polinomiali multivariate. Algoritmi come Rainbow e HFEv- sono esempi prominenti in questa categoria.
  3. Hash-based Cryptography: Si basa sull’uso esteso di funzioni hash crittografiche. Un esempio notevole è l’algoritmo XMSS (eXtended Merkle Signature Scheme).
  4. Code-based Cryptography: Fondato sulla teoria dei codici di correzione degli errori, un esempio classico è l’algoritmo McEliece.
  5. Supersingular Isogeny-based Cryptography: Utilizza isogenie supersingolari tra curve ellittiche, offrendo un’alternativa interessante per la sicurezza post-quantistica.

Implementazione e Adozione da parte di “tutti”

Ovviamente la transizione alla crittografia post-quantistica richiederà tempo e risorse significative, ma io non mi spaventerei se fossi in voi.

Giusto per fare un parallelismo io sto ancora aspettando che finiscano gli IP v4, cosa che, sebbene mitigata dall’introduzione di IP v6, non si è verificata come ci si aspettava e non parliamo del millenium bug, ben sintetizzato da una puntata dei Simpson.


Sicuramente il percorso verso queste nuove tecnologie seguiranno il medesimo path delle altre: prima i militari, poi i servizi, poi i governi, poi la gente.
Nel complesso militare industriale, come quello USA, ovviamente sguazzano aziende di grandi dimensioni, quali Google, pertanto è ragionevole pensare che se abbiamo ricevuto l’annuncio un anno addietro allora queste tecnologie esistono già da almeno un decennio.

Le aziende normali dovranno comunque fare la loro parte per proteggere i dati sensibili con i nuovi algoritmi e gli enti che si occupano di standard internazionali, come quelli sviluppati dal National Institute of Standards and Technology (NIST), stanno già identificando e promuovendo algoritmi post-quantistici sicuri.

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