I computer quantistici promettono un salto epocale in termini di velocità e potenza di calcolo, con applicazioni potenzialmente rivoluzionarie nella ricerca scientifica, nella medicina e nell’industria. Tuttavia, la stessa potenza che li rende così promettenti li trasforma anche in bersagli estremamente appetibili per i crimini informatici.
Secondo Swaroop Ghosh, professore di informatica e ingegneria elettrica alla Penn State, i sistemi di calcolo quantistico attuali presentano gravi falle di sicurezza che vanno ben oltre il semplice software; in uno studio pubblicato sui Proceedings of the IEEE, Ghosh e il ricercatore Suryansh Upadhyay sostengono che la protezione dei computer quantistici richiede un cambio di paradigma: non basta difendere il codice, è necessario proteggere anche l’hardware fisico.
Perché il calcolo quantistico è diverso da quello tradizionale
I computer tradizionali utilizzano bit, unità di informazione che possono assumere solo due stati: 0 o 1. Tutto il software moderno, dai videogiochi ai sistemi bancari, si basa su questa logica binaria.
I computer quantistici, invece, utilizzano qubit, unità di informazione molto più complesse. Un qubit può rappresentare 0, 1 oppure entrambi contemporaneamente grazie al fenomeno della sovrapposizione. Inoltre, più qubit possono essere collegati tra loro tramite entanglement, una correlazione quantistica che permette di elaborare enormi quantità di dati in parallelo.
Il risultato è un sistema capace, almeno teoricamente, di risolvere problemi che richiederebbero anni o secoli ai computer tradizionali. Un esempio concreto è il settore farmaceutico, dove il calcolo quantistico potrebbe simulare molecole e prevedere l’efficacia dei farmaci, riducendo drasticamente tempi e costi di ricerca.
Le vulnerabilità dei computer quantistici: non è solo una questione di software
Il problema è che questa nuova architettura introduce anche nuove superfici di attacco.
Uno dei punti critici evidenziati dallo studio è l’impossibilità, allo stato attuale, di verificare in modo efficiente l’integrità dei programmi e dei compilatori quantistici, spesso sviluppati da terze parti; questo espone dati aziendali e personali a rischi concreti di furto, manomissione e reverse engineering.
Inoltre, molti algoritmi quantistici incorporano direttamente nei circuiti la proprietà intellettuale delle aziende: logiche proprietarie, dati sensibili, informazioni su infrastrutture critiche. Se questi circuiti vengono compromessi, un attaccante potrebbe estrarre algoritmi riservati o informazioni strategiche.
A complicare ulteriormente il quadro c’è il fenomeno del crosstalk, una sorta di “entanglement indesiderato” tra qubit. In pratica, l’interconnessione che rende i computer quantistici così potenti può anche causare fughe di informazioni o interferenze quando più utenti condividono lo stesso processore quantistico.
I fornitori commerciali sono davvero pronti?
Secondo i ricercatori, no. Le tecniche di sicurezza tradizionali non sono applicabili ai sistemi quantistici, perché questi si comportano in modo radicalmente diverso dai computer classici.
Oggi i principali fornitori di calcolo quantistico sono concentrati soprattutto sulla stabilità e sull’affidabilità delle macchine.
La sicurezza, invece, resta spesso un aspetto secondario. Elementi chiave come la topologia dei circuiti, i dati codificati e l’hardware che contiene proprietà intellettuale raramente dispongono di una protezione completa end-to-end.
Il motivo è anche strategico: finché i computer quantistici restano confinati a laboratori e grandi aziende, non rappresentano un obiettivo prioritario. Ma questa situazione è destinata a cambiare rapidamente con l’integrazione del quantum computing nei servizi industriali e, in futuro, nella vita quotidiana.
Come rendere sicuri i computer quantistici
La sicurezza, spiegano Ghosh e Upadhyay, deve essere integrata fin dalle fondamenta.
- A livello hardware, è fondamentale ridurre il rumore e il crosstalk, che possono compromettere sia le prestazioni sia la riservatezza dei dati.
- A livello di circuito, servono tecniche di offuscamento, codifica e scrambling per proteggere le informazioni incorporate nei sistemi.
- A livello di sistema, l’hardware deve essere compartimentato, separando i dati e limitando l’accesso in base ai ruoli degli utenti.
- A livello software, occorrono nuovi strumenti in grado di rilevare anomalie e rafforzare i programmi quantistici contro possibili attacchi.
L’obiettivo dello studio è chiaro: attirare l’attenzione di informatici, ingegneri, matematici e fisici su un problema che diventerà centrale nei prossimi anni.
Perché una cosa è certa: il quantum computing non sarà solo una rivoluzione tecnologica, ma anche una nuova frontiera della sicurezza informatica.
