La nascita e la missione di QTI
QTI – Quantum Telecommunications Italy è una società italiana specializzata in comunicazioni quantistiche e cybersecurity. Nata come spin-off del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr) nel 2020, QTI ha l'obiettivo di proteggere collegamenti, data center e infrastrutture critiche da potenziali minacce quantistiche.
La tecnologia principale sviluppata da QTI è la Quantum Key Distribution (QKD), che permette di generare e condividere chiavi crittografiche attraverso lo scambio di segnali quantistici. Queste chiavi vengono poi utilizzate da sistemi di cifratura convenzionali per proteggere il traffico di dati.
La tecnologia QKD e le sue applicazioni
La QKD funziona rilevando statisticamente qualsiasi interferenza sul canale quantistico. Tuttavia, in una rete reale, rumore, perdite e imperfezioni degli apparati possono produrre errori. Per garantire la sicurezza, i due estremi della comunicazione devono stimare il livello di errore e interrompere la generazione della chiave se le condizioni di sicurezza non sono soddisfatte.
Il prodotto centrale del catalogo QTI è Quell-X, un sistema composto da due unità, denominate Alice e Bob, collocate agli estremi del collegamento. Quell-X genera chiavi destinate a cifratori di terze parti, mentre Quell-XC integra anche apparati di cifratura ad alta velocità sviluppati da Telsy. Quell-XR è invece rivolto alle attività di ricerca e consente di intervenire sui protocolli di post-processing e sui rivelatori.
Gli apparati QTI possono operare nelle bande C e O utilizzate dalle telecomunicazioni in fibra e inserirsi in configurazioni punto-punto, reti ad anello o a stella e architetture basate su nodi fidati. La possibilità di usare topologie più articolate dipende anche dai sistemi incaricati di conservare, distribuire e instradare le chiavi.
La gestione delle chiavi e le reti QKD
QTI propone una Key Management Entity (QKME) per la gestione dell'archiviazione e della consegna delle chiavi a più applicazioni. La soluzione QSDN applica invece il paradigma Software Defined Networking alle reti QKD, permettendo di configurare collegamenti e risorse attraverso un piano di controllo centralizzato.
Il passaggio dalla singola coppia di apparati alla gestione coordinata di più nodi costituisce uno dei principali problemi industriali del settore. Una rete deve infatti integrare dispositivi differenti, mantenere la disponibilità del servizio, governare le chiavi lungo il loro ciclo di vita e interagire con infrastrutture che continuano a trasportare traffico convenzionale.
L'integrazione con la crittografia post-quantum
QKD e Post-Quantum Cryptography (PQC) rispondono alla minaccia quantistica con meccanismi differenti. La QKD usa un canale fisico quantistico per stabilire le chiavi, mentre la PQC impiega problemi matematici ritenuti resistenti agli attacchi eseguibili con computer classici e quantistici.
La piattaforma Ekate di QTI riunisce QKD e PQC in un sistema di gestione crittografica modulare e crypto-agile. Questa impostazione consente di scegliere la tecnologia in funzione della disponibilità della fibra, della distanza e dell'architettura del collegamento. Permette inoltre di mantenere il servizio attraverso la componente PQC quando una tratta non può essere raggiunta direttamente dagli apparati QKD.
Progetti e collaborazioni
QTI ha partecipato a QUID – Quantum Italy Deployment, il progetto 2023-2025 che ha avviato il dispiegamento dell'infrastruttura italiana di comunicazione quantistica. QUID ha sperimentato reti metropolitane, dorsali in fibra, collegamenti basati su nodi fidati e siti destinati all'interconnessione con il futuro segmento spaziale europeo.
La società ha inoltre partecipato a EQUO – European QUantum ecOsystems, progetto industriale 2023-2025 coordinato da TIM. L'iniziativa puntava a sviluppare e collaudare nodi QKD con livelli di maturità tecnologica elevati, integrarli nelle infrastrutture degli operatori e definire sistemi di controllo coerenti con gli standard emergenti.
Entrambi i progetti si sono inseriti nel percorso di EuroQCI. La European Quantum Communication Infrastructure prevede un segmento terrestre in fibra e un segmento spaziale basato su satelliti, destinati a collegare siti istituzionali e infrastrutture critiche dei Paesi europei.
Il primo servizio previsto da EuroQCI è la distribuzione quantistica delle chiavi. La crittografia post-quantum appartiene al più ampio processo di migrazione verso sistemi quantum-safe e può affiancare la QKD, ma non costituisce la tecnologia che definisce il programma europeo.