Il progetto QUID (Quantum Italy Deployment) ha l’ambizioso obiettivo di avviare il processo di realizzazione dell’Infrastruttura per la Comunicazione Quantistica (QCI) in Italia. Il progetto prevede l’installazione di sistemi e di reti, sul territorio nazionale, per testare le tecnologie di comunicazione quantistica, in particolare la distribuzione quantistica di chiavi crittografiche (QKD), in modo da integrare questa tecnologia con l’attuale rete in fibra ottica, dedicata alle telecomunicazioni.
Il progetto QUID, tramite la realizzazione di nodi basati sulla QKD a variabili discrete in reti metropolitane e collegati da un’unica dorsale in fibra ottica, favorisce l’utilizzo di sistemi e reti QKD da parte di diversi utenti.
Durante il progetto, la distribuzione delle chiavi a livello metropolitano avverrà grazie ai sistemi QKD testati tra i diversi nodi, mentre per la distribuzione a lunga distanza, sono previsti nodi “trusted” o metodi basati sulla tecnica del Twin Field QKD (che sfrutta nodi “untrusted” per coprire grandi distanza). QUID collegherà inoltre i siti italiani rilevanti per l’interconnessione con il segmento spaziale europeo della QCI. Infine, poiché la QKD offre ancora importanti possibilità di innovazione, QUID dedicherà spazio al miglioramento delle caratteristiche dei dispositivi QKD, in particolare il rate di trasmissione, l’uso di fibre innovative e lo sviluppo di nuove tecniche QKD in aria, utili in caso di sistemi mobili o in assenza di fibra ottica.
ECOSISTEMA QUID
Il consorzio QUID è composto da aziende italiane leader del settore per l’integrazione di sistemi, la produzione di sistemi QKD, la realizzazione di reti di telecomunicazione e lo sviluppo di soluzioni integrate per la sicurezza informatica, in modo da creare un ecosistema di competenze diversificate. Allo stesso tempo, saranno coinvolti i maggiori Istituti di ricerca per la comunicazione quantistica terrestre e spaziale, così come cinque tra le migliori Università che si occuperanno dell’innovazione e della formazione.
Il progetto QUID prevede quindi:
• l’installazione di sistemi e reti QKD in sette delle maggiori città italiane (Torino, Milano, Padova, Trieste, Firenze, Roma, Napoli), riferite in seguito come reti di comunicazione quantistica metropolitane (QMANs).
• la connessione tra le differenti QMAN, utilizzando fibre ottiche installate sulla Italian Quantum Backbone (IQB), un’infrastruttura di fibra ottica che ricopre il territorio italiano da nord a sud.
• lo sviluppo di due collegamenti geografici a lungo raggio (Bologna-Trieste, Fucino – L’Aquila – Roma)
• l’installazione dell’infrastruttura iniziale per la connessione di altre QCI nazionali (Francia, Austria, Slovenia e Croazia).
Nel progetto QUID si prevede:
- l’utilizzo della sola tecnologia QKD italiana. Per raggiungere questo obiettivo, QUID conta tra i partner le tre aziende italiane produttrici di dispositivi QKD (Cohaerentia, QTI e ThinkQuantum), supportate rispettivamente dal mondo accademico (Politecnico di Milano, Consiglio Nazionale delle Ricerche e Università di Padova). Per una corretta integrazione tra la tecnologia quantistica e quella classica, QUID coinvolge partner industriali di alto livello per le telecomunicazioni (TIM, TOP-IX), per l’integrazione di sistemi (Telespazio, TAS-I, Leonardo) e per la sicurezza (Telsy, Leonardo).
- l’ampia disponibilità di sistemi e reti per l’esecuzione e il collaudo con diversi utenti reali, collegando molte autorità pubbliche all’interno del paese. QUID conta, ad ora, otto utenti proposti per testare la QKD con un alto livello di sicurezza. Inoltre, QUID è coordinato dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM) per garantire l’allineamento dei protocolli e delle campagne di test con i modelli adottati dagli enti di certificazione e standardizzazione, sia per i componenti che per i dispositivi. QUID metterà le reti quantistiche a disposizione delle industrie operanti a diversi livelli della rete, dal dispositivo QKD all’integrazione, alla gestione della rete, al customer care: una filiera completamente italiana.
- lo sviluppo di comunicazione quantistica a lunga distanza. Il progetto QUID si rivolge a due reti di comunicazione quantistica a lunga distanza, utilizzando le architetture a nodi “trusted” e “untrusted”. QUID coinvolge istituti e aziende quali INRIM, CNR, Leonardo, TAS-I, TIM, che hanno già partecipato attivamente alla definizione delle architetture complessive di sistema EuroQCI in progetti della EC come OQTAVO e QSAFE.
- l’operatività di sistemi e tecnologie nelle reti di telecomunicazione tradizionali per preparare la diffusione e l’uso su larga scala. QUID coinvolge TIM e TOP-IX, rispettivamente il più grande operatore di telecomunicazioni e Internet Exchange in Italia. Questi ultimi offrono la loro esperienza nella gestione di vere e proprie reti di telecomunicazioni tradizionali, nonché il loro ruolo nelle infrastrutture critiche nazionali. Il progetto QUID renderà le reti quantistiche disponibili alle industrie che gestiscono la rete a differenti livelli.
- l’integrazione di sistemi di sicurezza informatica quantistica e tradizionale nei sistemi di comunicazione. QUID coinvolge Telsy e Leonardo, leader in questo settore in Italia, con attività dedicate all’ integrazione della sicurezza informatica tradizionale con dispositivi quantistici e soluzioni post-quantum.
- l’interfaccia tra i sistemi spaziali della QCI e quelli terrestri. QUID prevede un’attività completamente dedicata a questo aspetto, coinvolgendo il principale partner italiano per le attività spaziali, i.e. l’Agenzia Spaziale Nazionale (ASI), e la sua sede a Matera, il centro spaziale “Giuseppe Colombo”, con il suo telescopio. Questo è il sito italiano più rilevante per i collegamenti terrestri e spaziali dell’EuroQCI con l’Italia. Inoltre, QUID collegherà il sito di Matera al resto del Paese utilizzando l’infrastruttura di fibre ottiche italiana IQB.
- la formazione di personale tecnico e di ricerca nonché degli utenti nazionali. QUID coinvolge direttamente cinque tra le più importanti università italiane coinvolte nella comunicazione quantistica: Università di Roma La Sapienza, Padova, Trieste, L’Aquila e Napoli.
QUID dedica un’attività specifica alla formazione di diversi tipi di stakeholder: tecnici, utenti e ingegneri di nuova generazione per il QCI nazionale.