Mentre la sicurezza delle reti vive sotto la minaccia di eventi climatici estremi e interferenze sempre più sofisticate, una svolta arriva dal Politecnico di Milano e da Télécom Paris: nasce un innovativo ricevitore ottico, capace di dominare la turbolenza atmosferica e garantire comunicazioni wireless stabili e protette. Un progresso che ridefinisce il futuro delle comunicazioni ottiche in spazio libero, rendendo finalmente accessibile la crittografia basata sul caos in ambienti ostili.
La notizia, pubblicata sulla prestigiosa rivista Light: Science & Applications, rappresenta una tappa cruciale per il comparto delle tlc, aprendo una nuova strada verso comunicazioni sicure, ad alta velocità e resilienti anche in condizioni ambientali ostili. Un risultato che si inserisce pienamente nel quadro delle strategie globali di sviluppo delle reti del futuro, dove la sicurezza by design e l’affidabilità diventano elementi imprescindibili.
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Il caos come risorsa: la nuova frontiera della crittografia ottica
Alla base di questa innovazione c’è un principio controintuitivo: utilizzare il caos, solitamente percepito come fonte di disordine, per garantire la sicurezza delle comunicazioni. Il metodo si fonda sulla codifica di messaggi segreti all’interno di segnali luminosi caotici, talmente complessi e imprevedibili da risultare praticamente impossibili da decifrare senza una chiave adeguata.
Tuttavia, come spiega Sara Zaminga, ricercatrice di Télécom Paris e autrice dello studio, “il caos è solido e utilizzabile nei crittosistemi solo se la sua natura viene pienamente preservata. La turbolenza atmosferica deteriora il segnale ottico e apparentemente distrugge le proprietà del caos, rendendo difficile mantenere comunicazioni sicure e affidabili”.
In altre parole, la principale sfida fino a oggi era che, una volta trasmesso attraverso l’atmosfera reale, il segnale caotico perdeva la sua struttura, compromettendo tanto la sicurezza quanto la qualità della comunicazione. Il nuovo ricevitore supera questo limite con una soluzione dirompente.
Micro-antenne ottiche e chip fotonici programmabili
Il cuore dell’innovazione risiede in un dispositivo compatto che combina un sistema di micro-antenne ottiche integrate su un chip fotonico programmabile. Le micro-antenne agiscono come “occhi intelligenti”, catturando la luce da più punti di osservazione e trasformando il segnale frammentato in una rappresentazione completa e fedele del caos originario.
“Con il nostro approccio non ci limitiamo a mitigare gli effetti della turbolenza: ripristiniamo completamente il caos della luce nella sua complessità intrinseca,” continua Zaminga. Andrés Martínez, co-autore dello studio e ricercatore del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano, sottolinea l’aspetto adattivo della tecnologia: “Il nostro ricevitore si regola automaticamente alle variazioni delle condizioni di turbolenza, garantendo un canale di comunicazione stabile e sicuro senza bisogno di interventi manuali.”
Questo adattamento in tempo reale è fondamentale per mantenere affidabile la trasmissione anche durante eventi atmosferici imprevedibili come piogge intense, venti forti o alti livelli di inquinamento.
Impatti strategici: sicurezza, resilienza e nuove applicazioni
L’applicazione pratica di questo nuovo ricevitore va ben oltre le semplici comunicazioni ottiche. Come evidenzia Francesco Morichetti, responsabile del Photonic Devices Lab del Politecnico di Milano, “in aree remote o zone di emergenza, dove le reti tradizionali falliscono, un sistema basato sul caos e resistente alla turbolenza potrebbe offrire una connessione protetta quando più serve”.
Il progresso si inserisce perfettamente nelle necessità attuali di sistemi di comunicazione ad alta resilienza destinati a:
- ambienti militari o strategici,
- missioni spaziali,
- reti di emergenza post-calamità,
- infrastrutture critiche urbane.
Non a caso, il progetto ha ricevuto il supporto di diversi enti, tra cui il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (Pnrr) di NextGenerationEU nell’ambito del programma RESTART, la Direction Générale de l’Armement (Dga) francese, l’European Office of Aerospace Research and Development e la Chair in Photonics.
L’Italia al centro dell’innovazione fotonica
Il contributo italiano, attraverso il Politecnico di Milano, conferma il ruolo di primo piano che il nostro Paese sta assumendo nel campo delle tecnologie fotoniche e delle telecomunicazioni del futuro. Strutture d’eccellenza come Polifab, centro di micro e nanofabbricazione del Politecnico, sono state fondamentali nella realizzazione dei dispositivi.
In un’epoca in cui la sicurezza delle informazioni e la resilienza delle reti sono diventate priorità globali, il successo di questo progetto rappresenta un esempio virtuoso di collaborazione internazionale e di valorizzazione della ricerca italiana nel panorama tecnologico mondiale.
Verso una nuova era della comunicazione ottica
L’integrazione di chip fotonici intelligenti e sistemi basati sul caos si profila come uno dei trend tecnologici più promettenti per il futuro delle telecomunicazioni. Questa innovazione apre la porta a reti più sicure, dinamiche e indipendenti dalle infrastrutture tradizionali, rispondendo alle esigenze sempre più pressanti di un mondo interconnesso ma vulnerabile.
La sfida ora sarà trasferire rapidamente questa tecnologia dai laboratori alla produzione industriale, favorendo lo sviluppo di nuove reti ottiche wireless pronte ad affrontare non solo le intemperie atmosferiche, ma anche le crescenti minacce alla sicurezza digitale.
