Advancements in quantum key distribution: achieving secure communication.

Questa tesi fornisce una panoramica sul funzionamento del sistema di Quantum Key Distribution, nel contesto della crittografia quantistica, come una delle prime implementazioni della meccanica quantistica attraverso protocolli specifici. In particolare, viene esaminato il modello BB84 che, tanto semplice quanto efficace, fornisce sicurezza incondizionata al problema della crittografia in condizioni tecnologiche ideali, grazie alle leggi infrangibili della meccanica quantistica - tra cui il Principio di Indeterminazione e il Teorema di No-Cloning quantistico. Queste premesse teoriche - come la creazione di singoli fotoni perfetti, rivelatori con un’efficienza del 100%, canali senza perdite - si traducono tutte in ostacoli nell’implementazione sperimentale del protocollo BB84 con le tecnologie attuali: vengono analizzati i problemi e le limitazioni che ne derivano, esaminando le potenziali vulnerabilità di sicurezza, come gli attacchi PNS. Di conseguenza, con l’obiettivo di fornire una prova di sicurezza definitiva, la seguente tesi si propone di analizzare una possibile soluzione, il Decoy State Method, che fornisce simultaneamente sicurezza incondizionata ed elevate prestazioni. Per concludere, allo scopo di evidenziare la praticità del modello, i concetti introdotti vengono applicati al caso Weak and Vacuum Decoy State, per il quale si ottiene una distanza massima per una comunicazione sicura di 140.55 km, leggermente inferiore a quella dell’Asymptotic Case del Decoy State.