GCRI · Tecnologie quantistiche
Comunicazioni quantistiche
Quantum communications use quantum states of light to distribute encryption keys with security rooted in physics, and in future to link quantum computers and sensors in networks. Quantum key distribution works over limited distances and needs dedicated hardware and trusted nodes today. This page sets out how quantum communications work, what they can and cannot secure, and what evidence serves the network operators and security agencies weighing them.
Quantum communications in seven parts.
- 01La domandaQuantum communications: how the risk develops
- 02Tra i dominiQuantum communication touches the networks domains depend on
- 03IndicatoriCosa viene misurato e con quale accuratezza
- 04FontiDa dove provengono le evidenze
- 05DecisioniChi decide, e a cosa servono le evidenze
- 06Questioni centraliCosa si chiedono gli esperti
- 07MeccanismiMeccanismi e fattori
Quantum communications: how the risk develops.
Communications research and deployment limits. The dossier below sets out how the risk develops, what is measured, where the data come from, how it is modelled and who decides.
Measurement reveals eavesdropping
In quantum key distribution, measuring a quantum state disturbs it, so an eavesdropper introduces detectable errors. Keys are kept only when error rates are low.
Distance is limited by loss
Photons are lost in fibre, limiting direct links. Longer networks use trusted relay nodes or satellites, each with security implications.
Implementations can be attacked
Real devices deviate from ideal theory. Side-channel attacks on detectors and sources have been demonstrated, so security depends on implementation and certification.
Quantum networks are early
Distributing entanglement between distant nodes needs quantum repeaters and memories, which are still in research.
Monitoraggio della migrazione post-quantistica.
La schermata che un gruppo utilizzerebbe per seguire questo tema: misure, stati e decisioni. I nomi sono esempi e i valori sono illustrativi.
Monitoraggio della migrazione post-quantistica
Quantum communications · Crypto inventory · Wave 2
Migrazione
- Inventariotutta la crittografia
- Dare prioritàdurata di vita dei dati
- Selezionarealgoritmi standard
- Distribuzione ibridaclassica e PQC
- Testareinteroperabilità
- Passaggio in produzionedismettere
Sistemi per priorità
| Firma degli archivi | RSA-2048 | 28 | ML-DSA ibrido | Sperimentazione pilota |
| Gateway VPN | ECDH | 9 | ML-KEM ibrido | Pianificato |
| HSM dei pagamenti | RSA-3072 | 11 | Roadmap del fornitore | Bloccato |
| TLS web | ECDHE | 2 | Scambio di chiavi ibrido | Fatto |
Avanzamento
Quantum communication touches the networks domains depend on.
- EnergiaAccoppiamentoGrid control networks are candidate users of quantum key distribution.What to watchCost and range limits
- SaluteAccoppiamentoHealth networks weigh QKD against post-quantum cryptography.What to watchAgency guidance on QKD use
- AcquaAccoppiamentoUtilities are more likely to migrate to post-quantum algorithms.What to watchAlgorithm migration plans
Communication studies are designed for the serie Exponential Technology. Standards work sits in ETSI’s QKD group and the ITU-T Y.3800 series; several national security agencies prefer post-quantum cryptography to QKD for most uses.
- Network trial reports.
- Security analyses of QKD implementations.
How quantum communications is modelled, measured and tested.
Il modello, le sue ipotesi, i suoi dati e la sua incertezza, nella forma in cui uno scienziato o un ingegnere li verificherebbe. Le strutture seguono metodi pubblicati. I valori rappresentati sono illustrativi, non risultati.
Modello di sistema
The couplings between the systems in quantum communications: signs of influence, a reinforcing and a balancing loop, and cross-links where stress jumps.
Cosa viene misurato e con quale accuratezza.
Ogni indicatore riporta la sua unità, la sua cadenza, il tipo di fonte su cui si basa e l'etichetta di evidenza che un valore riporterebbe. Non sono mostrati valori: un programma li fornisce sotto la propria autorità.
| Indicatore | Unità | Cadenza | Tipo di fonte | Etichetta |
|---|---|---|---|---|
| QKD link distance | kilometres | per demonstration | Published experiments | RIPORTATO |
| Secret key rate | bits per second at a stated distance | per demonstration | Published experiments | RIPORTATO |
| Deployed QKD network nodes | conteggio | annuale | Operator and government reports | RIPORTATO |
| Security evaluations completed for QKD products | conteggio | annuale | Evaluation scheme records | Statistiche pubblicate |
| Quantum memory storage time | milliseconds | per experiment | Peer-reviewed results | OSSERVATO |
| Satellite QKD demonstrations | conteggio | annuale | Agency reports | RIPORTATO |
Da dove provengono le evidenze.
Set di dati pubblici e registri istituzionali specifici, ciascuno con la sua classe di licenza. Le fonti soggette ad accordo sono utilizzate solo alle relative condizioni e mai ripubblicate.
| Fonte | Cosa fornisce | Classe di licenza |
|---|---|---|
| ETSI ISG QKD specifications | Component, interface and security specifications | Public, ETSI terms |
| Serie ITU-T Y.3800 | Network recommendations for QKD | Public, ITU terms |
| National cyber agency positions on QKD | Agency views on QKD versus post-quantum cryptography | Public, terms per agency |
| EuroQCI programme documentation | European quantum communication infrastructure plans | Public, EU terms |
| Peer-reviewed quantum communication literature | Experimental results | Licence per article |
Chi decide, e a cosa servono le evidenze.
Quantum Technologies prepares evidence. The decisions below are taken by the authorities named, under their own rules, and never by the platform.
| Chi decide | La domanda | Evidenze fornite da questa pagina |
|---|---|---|
| Network operators | Whether QKD fits any of their links and threat models | Use comparisons; architecture reviews |
| National cyber agencies | What position to take on QKD for government use | Implementation security evidence |
| Finanziatori della ricerca | How to fund quantum network research | Progress on memories and repeaters |
Output prodotti da questo argomento
- Comparisons of QKD and post-quantum cryptography for specific uses
- Network architecture reviews including trusted nodes
- Summaries of implementation security evidence
- Evidence notes for operators
Cosa si chiedono gli esperti.
Communications questions weigh physical security against practical limits.
- What security does quantum key distribution actually provide, and under what assumptions?
- How far can quantum signals travel through fibre or free space before they are lost?
- Do trusted relay nodes undermine end-to-end security?
- How do implementation flaws in real devices open side channels?
- How does quantum key distribution compare with post-quantum cryptography for a given use?
Meccanismi e fattori.
Quantum key distribution relies on the principle that measuring a quantum state disturbs it, so two parties can detect an eavesdropper and agree a secret key. The security of the ideal protocol rests on physics rather than on assumptions about computational difficulty. Real sistemi, however, use imperfect sources and detectors, and several attacks have exploited those imperfections.
Photons are absorbed and scattered in fibre, which limits direct links to relatively short distances. Longer networks currently rely on trusted nodes, where the key is held in classical form and must be protected conventionally. Quantum repeaters, which would extend range without trusted nodes, remain a research goal. Satellites have been used to demonstrate links over long distances.
Come viene studiato, e dove si fermano i metodi.
| Metodo o dati | Cosa mostra | Limiti |
|---|---|---|
| Security proofs | Theoretical security of protocols | Proofs assume idealised devices |
| Implementation testing and quantum hacking research | Vulnerabilities in real equipment | Testing cannot prove the absence of flaws |
| Network trials | Performance, key rates and operations | Trials are limited in scale and duration |
| Comparative security assessment | When quantum or post-quantum approaches fit | Depends on threat model and system constraints |
Come viene studiato, e cosa i metodi non possono dire.
- 01Calcolo, rilevamento e comunicazione quantisticiBenchmarking comparabile · Valutazione della maturità tecnologica · Monitoraggio delle implicazioni per la sicurezzaApplicato qui
- 02Fisica e scienza quantisticaCaratterizzazione del rumore dei qubit · Metrologia degli orologi quantistici · Verifica degli effetti quantisticiApplicato qui
- 03Cybersicurezza e crittografiaInventario crittografico · Priorità della migrazione · Revisione dell'implementazione QKDApplicato qui
Where this page’s references lead.
Gli organismi e i documenti alla luce dei quali si legge questa pagina. Stato ed edizioni cambiano; ogni link porta all'organismo emittente.
Domande e risposte.
What is quantum key distribution?
Is QKD unbreakable?
Should organisations use QKD or post-quantum cryptography?
Is quantum key distribution unbreakable?
Does quantum communication replace post-quantum cryptography?
What is a quantum internet?
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