Quantum communication, un nuovo capitolo per la sicurezza delle reti

La comunicazione quantistica è oggi al centro di un interesse crescente, alimentato da evoluzioni tecnologiche, aumenti nei finanziamenti e da una domanda sempre più forte di sicurezza “future-proof”. Secondo il report “Quantum Communication: Trends and Outlook” di McKinsey, il mercato del quantum communication – che include tecnologie come la Quantum Key Distribution (QKD), la Post-Quantum Cryptography (PQC), le interconnessioni modulari e i servizi – valeva circa 0,9-1 miliardo di dollari nel 2023 e potrebbe raggiungere i 10,5-14,9 miliardi entro il 2035, con un tasso annuo di crescita tra il 23% e il 25%.

3 aree principali e 6 verticali tecnologici

Tre sono le aree principali: sicurezza, networking e servizi, articolate in sei verticali tecnologici: soluzioni di distribuzione quantistica delle chiavi (QKD), crittografia post-quantistica (PQC), interconnessioni modulari, reti regionali, internet quantistico globale e servizi di comunicazione quantistica.

La PQC risulta al momento il segmento più maturo del mercato della comunicazione quantistica. La sua adozione è trainata da player come Apple, Google, IBM e Cloudflare, che hanno già integrato protocolli PQC nei propri servizi – ad esempio nel sistema iMessage o nei browser web – sfruttando la compatibilità con le infrastrutture IT esistenti e la natura “crypto-agile” delle soluzioni. La PQC può essere distribuita tramite aggiornamenti software e non richiede la sostituzione immediata di apparati hardware, rendendola adatta a una diffusione su larga scala in ambienti enterprise e cloud. Tuttavia, pur offrendo un’elevata protezione contro attacchi quantistici, la sua sicurezza resta “euristicamente” garantita e potrebbe risultare vulnerabile a futuri algoritmi quantistici o classici.

Al contrario, la QKD offre garanzie crittografiche dimostrabili, poiché sfrutta i principi della meccanica quantistica: qualsiasi tentativo di intercettazione di un canale quantistico modifica inevitabilmente lo stato dei fotoni trasmessi, rendendo l’intrusione rilevabile in tempo reale. In scenari ad alta criticità, come le infrastrutture governative o i servizi finanziari a lungo termine, la QKD rappresenta quindi un complemento essenziale alla PQC.

Sul piano geografico, l’Europa si posiziona oggi come leader tecnologico nel campo della QKD, grazie all’iniziativa EuroQCI (European Quantum Communication Infrastructure) sostenuta dalla Commissione Europea, con oltre 1 miliardo di euro di investimenti. Diverse città – tra cui Berlino, Parigi e Vienna – stanno sperimentando reti quantistiche regionali basate su fibra ottica, con il coinvolgimento di operatori come Deutsche Telekom e startup come Q*Bird o Qunnect. Parallelamente, il Nord America si sta affermando come il maggiore mercato di riferimento entro il 2035, destinato a detenere circa il 32% del mercato globale, spinto dalla standardizzazione dei protocolli PQC da parte del NIST, da iniziative statunitensi come la rete quantistica di Chattanooga e dai forti investimenti in ricerca di aziende come IBM, Cisco e Amazon Web Services. La Cina resta invece pioniera nel campo della comunicazione quantistica via satellite, con una rete QKD che già connette quattro metropoli su scala nazionale.

Il ruolo del Q-Day e le implicazioni per CIO e sicurezza

Un elemento determinante per la diffusione di queste tecnologie è il cosiddetto Q-Day: il momento in cui i computer quantistici diventeranno abbastanza potenti da violare la crittografia classica oggi in uso. «Il Q-Day potrebbe segnare un punto di svolta per l’adozione commerciale del quantum computing e della comunicazione quantistica, poiché aumenterà la necessità di soluzioni di sicurezza avanzate», si legge nel report McKinsey.

Questo scenario ha già attivato strategie difensive in molti contesti. Oltre agli esempi già citati, l’Agenzia per la sicurezza nazionale (NSA) americana ha annunciato una transizione completa agli standard PQC entro il 2033, mentre la NATO ha avviato iniziative congiunte per favorire l’adozione di QKD tra gli stati membri. McKinsey sottolinea che i settori più esposti agli impatti del Q-Day sono quelli con elevate esigenze crittografiche ma bassa crypto-agility, come finanza, sanità, assicurazioni, difesa e telecomunicazioni.

Per i CIO e i CISO, la sfida è duplice: garantire la sicurezza delle comunicazioni aziendali a lungo termine e, contemporaneamente, contenere i costi e le complessità di implementazione. I driver di adozione variano in base all’archetipo di cliente e includono performance, integrabilità con l’infrastruttura esistente e facilità d’uso. La PQC è più facilmente integrabile via software, mentre la QKD richiede componenti hardware specifici (es. trasmettitori e ricevitori fotonici, repeater, quantum memory).

Adozione, ostacoli e sinergie con il quantum computing

La diffusione delle tecnologie di comunicazione quantistica è ancora ostacolata da barriere significative. Tra le principali: la mancanza di standard internazionali, l’elevato costo delle infrastrutture – soprattutto per le reti globali o basate su satelliti – e la bassa maturità tecnologica di alcuni componenti, come i quantum repeater per la QKD su lunghe distanze.

Tuttavia, esistono anche forti sinergie con il quantum computing, sia sul piano dell’infrastruttura (moduli condivisi, tecnologie fotoniche, architetture modulari) sia nelle applicazioni ibride, come il quantum computing distribuito o il blind quantum computing, che non hanno equivalenti classici e richiedono reti quantistiche per operare.

McKinsey osserva che i principali fattori abilitanti per la crescita includono:

• l’incremento degli investimenti pubblici e privati, in particolare da parte di governi e telco;

• il riutilizzo delle reti in fibra esistenti per implementazioni QKD su scala regionale;

• il supporto istituzionale a livello strategico e regolatorio.

Per i CIO che operano in settori critici, prepararsi all’arrivo del Q-Day significa avviare un percorso che include valutazioni tecnologiche, proof of concept, formazione del personale e possibili collaborazioni con provider specializzati. In prospettiva, chi saprà gestire la transizione potrà garantire continuità operativa e sicurezza dei dati anche in uno scenario post-quantistico.

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