Quantum Key Distribution with Continuous Variables for Satellite Systems

Recenti studi hanno dimostrato come i più avanzati algoritmi per la generazione e scambio di chiavi crittografiche risultino insicuri contro la futura enorme capacità computazionale dei computer quantistici. Come è possibile ottenere una chiave completamente sicura, assumendo che i computer quantistici possano rendere i protocolli attuali insicuri? Una possibile soluzione consiste nell'impiego di protocolli come il Quantum Key Distribution (QKD) il quale usa un sistema di comunicazione quantistica per lo scambio della chiave. Tale sistema garantisce la segretezza della chiave in virtù delle proprietà quantistiche di entanglement e quella di sovrapposizione di stati quantistici. Nelle comunicazioni quantistiche esistono due principali modi per mappare le informazioni, il primo consiste nel considerare stati quantici discreti 'Discrete Variable quantum state' (DV) mentre il secondo li considera continui 'Continuous Variable quantum state' (CV). E' su questa ultima rappresentazione che si basa il protocollo QKD analizzato e in fine simulato in questo elaborato. La trattazione del protocollo CV QKD verrà svolta considerando uno scenario di comunicazione terra-satellite in quanto esso rappresenta un importante passo verso un sistema quantistico globale, non limitato dai problemi di distanze propri delle fibre ottiche o dei canali terrestri.