Nel 2026 una rete ibrida ha collegato due data center tra Napoli e Roma combinando la distribuzione quantistica delle chiavi nei segmenti locali con la crittografia post-quantum sulla tratta geografica. La sperimentazione riassume il posizionamento di QTI – Quantum Telecommunications Italy: apparati QKD, gestione delle chiavi e integrazione con reti di telecomunicazione già operative.
QTI appartiene al settore delle comunicazioni quantistiche e della cybersecurity. Le sue tecnologie servono a proteggere collegamenti, data center e infrastrutture critiche anche rispetto alla prospettiva di computer quantistici capaci di compromettere alcuni degli algoritmi a chiave pubblica oggi più diffusi.
La società è stata costituita a Firenze il 16 ottobre 2020 come spin-off del Consiglio nazionale delle ricerche nato all’interno dell’Istituto nazionale di ottica. Nel luglio 2021 Telsy, centro di competenza del gruppo TIM per crittografia e cybersecurity, è entrata nel capitale con una partecipazione di minoranza. Il 24 giugno 2024 ha portato la propria quota dal 49% all’80%, acquisendo il controllo di QTI.
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Come funziona la distribuzione quantistica delle chiavi
La tecnologia principale sviluppata da QTI è la Quantum Key Distribution, QKD. La sua funzione è permettere a due estremi di una comunicazione di ricavare e condividere materiale crittografico attraverso lo scambio di segnali quantistici. Le chiavi ottenute vengono poi utilizzate da sistemi di cifratura convenzionali per proteggere il traffico.
Il protocollo rende statisticamente rilevabile un’interferenza sul canale quantistico perché la misurazione degli stati trasmessi può introdurre anomalie nel segnale. In una rete reale, tuttavia, anche rumore, perdite e imperfezioni degli apparati producono errori. I due estremi devono quindi stimarne il livello, confrontarlo con le soglie previste dal protocollo e interrompere la generazione della chiave quando non sussistono le condizioni di sicurezza.
La QKD rappresenta una componente dell’architettura crittografica, non una soluzione autosufficiente. Richiede un canale classico autenticato e deve essere integrata con cifratori, sistemi di gestione delle chiavi e controlli di rete. La sicurezza effettiva dipende inoltre dalla qualità dell’hardware, dal software, dall’implementazione del protocollo e dalla protezione dei nodi intermedi. Le valutazioni tecniche sulla QKD pubblicate dalla NSA richiamano proprio la distanza tra la sicurezza dimostrata dai modelli teorici e quella ottenibile in un sistema operativo.
La famiglia Quell-X e la gestione della rete
Il prodotto centrale del catalogo QTI è Quell-X, un sistema composto da due unità, convenzionalmente denominate Alice e Bob, collocate agli estremi del collegamento. Quell-X genera chiavi destinate a cifratori di terze parti; Quell-XC integra anche apparati di cifratura ad alta velocità sviluppati da Telsy; Quell-XR è rivolto alle attività di ricerca e consente di intervenire sui protocolli di post-processing e sui rivelatori.
Secondo la documentazione del produttore, gli apparati possono operare nelle bande C e O utilizzate dalle telecomunicazioni in fibra e inserirsi in configurazioni punto-punto, reti ad anello o a stella e architetture basate su nodi fidati. La possibilità di usare topologie più articolate dipende anche dai sistemi incaricati di conservare, distribuire e instradare le chiavi.
QTI propone per questa funzione una Key Management Entity, QKME, che gestisce l’archiviazione e la consegna delle chiavi a più applicazioni. La soluzione QSDN applica invece il paradigma Software Defined Networking alle reti QKD, permettendo di configurare collegamenti e risorse attraverso un piano di controllo centralizzato. È basata sullo standard ETSI GS QKD 015.
Il passaggio dalla singola coppia di apparati alla gestione coordinata di più nodi costituisce uno dei principali problemi industriali del settore. Una rete deve infatti integrare dispositivi differenti, mantenere la disponibilità del servizio, governare le chiavi lungo il loro ciclo di vita e interagire con infrastrutture che continuano a trasportare traffico convenzionale.
Ekate combina QKD e crittografia post-quantum
QKD e Post-Quantum Cryptography, PQC, rispondono alla minaccia quantistica con meccanismi differenti. La prima usa un canale fisico quantistico per stabilire le chiavi. La seconda impiega problemi matematici ritenuti resistenti agli attacchi eseguibili con computer classici e quantistici e può essere implementata aggiornando software, protocolli e apparati di rete.
Il NIST ha pubblicato nel 2024 i primi tre standard PQC, comprendenti un meccanismo di incapsulamento delle chiavi e due schemi per la firma digitale. La migrazione può quindi iniziare senza attendere la disponibilità di computer quantistici crittograficamente rilevanti.
La piattaforma Ekate di QTI riunisce QKD e PQC in un sistema di gestione crittografica modulare e crypto-agile. In base alle specifiche dell’azienda, può acquisire materiale crittografico dai dispositivi QKD, generarlo attraverso un quantum random number generator integrato e distribuirlo utilizzando algoritmi post-quantum.
Questa impostazione consente di scegliere la tecnologia in funzione della disponibilità della fibra, della distanza e dell’architettura del collegamento. Permette inoltre di mantenere il servizio attraverso la componente PQC quando una tratta non può essere raggiunta direttamente dagli apparati QKD.
La rete ibrida tra Napoli e Roma
Una prima applicazione su lunga distanza è stata presentata nel marzo 2026 dal Centro di competenza MedITech e dall’Università Federico II di Napoli, in collaborazione con il gruppo TIM ed Exprivia. La rete collega il data center MedITech di San Giovanni a Teduccio con il polo TIM di Acilia, con una capacità dichiarata di 1 Gbit/s.
L’architettura comprende reti QKD locali protette con sistemi Quell-X e una dorsale interurbana basata sulla crittografia post-quantum, gestita attraverso dispositivi Ekate. È quindi più preciso descriverla come rete ibrida quantum-safe che come collegamento QKD continuo tra Napoli e Roma.
La sperimentazione mostra un possibile percorso di adozione. Le organizzazioni possono installare la QKD nei segmenti in cui sono disponibili fibra, controllo fisico dell’infrastruttura e apparati compatibili, utilizzando la PQC sulle tratte geografiche o nei punti in cui il canale quantistico non è disponibile. L’integrazione evita di subordinare l’intero progetto alla copertura completa del territorio con collegamenti QKD.
I progetti QUID ed EQUO
QTI ha partecipato a QUID – Quantum Italy Deployment, il progetto 2023-2025 che ha avviato il dispiegamento dell’infrastruttura italiana di comunicazione quantistica. QUID ha sperimentato reti metropolitane, dorsali in fibra, collegamenti basati su nodi fidati e siti destinati all’interconnessione con il futuro segmento spaziale europeo.
La società ha inoltre partecipato a EQUO – European QUantum ecOsystems, progetto industriale 2023-2025 coordinato da TIM. L’iniziativa puntava a sviluppare e collaudare nodi QKD con livelli di maturità tecnologica elevati, integrarli nelle infrastrutture degli operatori e definire sistemi di controllo coerenti con gli standard emergenti.
Entrambi i progetti si sono inseriti nel percorso di EuroQCI. La European Quantum Communication Infrastructure prevede un segmento terrestre in fibra e un segmento spaziale basato su satelliti, destinati a collegare siti istituzionali e infrastrutture critiche dei Paesi europei.
Il primo servizio previsto da EuroQCI è la distribuzione quantistica delle chiavi. La crittografia post-quantum appartiene al più ampio processo di migrazione verso sistemi quantum-safe e può affiancare la QKD, ma non costituisce la tecnologia che definisce il programma europeo.
Il limite della distanza e il progetto QuRE
Nelle fibre ottiche i fotoni subiscono attenuazione e altre perdite che aumentano con la distanza. Gli stati quantistici non possono essere copiati e amplificati con gli stessi meccanismi impiegati nelle reti classiche. Per coprire tratte più lunghe, le reti QKD oggi ricorrono quindi a segmenti più brevi, collegamenti satellitari, protocolli specifici o nodi intermedi considerati affidabili.
I nodi fidati devono poter accedere al materiale crittografico e richiedono strutture fisicamente protette. Questa condizione aumenta i costi e introduce ulteriori assunzioni di sicurezza. I quantum repeater puntano a superare il problema attraverso la distribuzione dell’entanglement, le memorie quantistiche e operazioni di scambio dell’entanglement tra segmenti successivi.
QTI è il partner tecnologico di QuRE – Quantum Repeaters, iniziativa nata dalla collaborazione tra CNR e TIM con il supporto scientifico dell’Università di Firenze. Il coordinatore del progetto indicato dal CNR è Francesco Saverio Cataliotti, professore dell’ateneo fiorentino.
QuRE è sostenuto con oltre 7 milioni di euro dal MUR e da TIM attraverso QTI, nell’ambito del Fondo italiano per le scienze applicate. Il programma prevede lo sviluppo di piccoli processori quantistici e interfacce basate su atomi e rivelatori di fotoni, con l’obiettivo di integrarli nelle infrastrutture in fibra. Si tratta di una prospettiva di ricerca più avanzata rispetto ai sistemi QKD commerciali e ancora lontana da un dispiegamento esteso.
Il ruolo di QTI nella filiera quantistica
QTI opera in un segmento diverso da quello di IBM, Google o Quantinuum, impegnate nello sviluppo di processori e piattaforme per il calcolo quantistico. La domanda per le sue tecnologie dipende però anche dai progressi del quantum computing: più credibile diventa la possibilità di compromettere alcuni sistemi crittografici a chiave pubblica, maggiore è l’urgenza di proteggere le informazioni che devono restare riservate per molti anni.
Le applicazioni potenziali riguardano telecomunicazioni, pubblica amministrazione, difesa, finanza, sanità, energia e data center. L’adozione richiede però costi sostenibili, sicurezza verificabile, interoperabilità, continuità operativa, standard condivisi e integrazione con i sistemi già installati.
Il portafoglio di QTI combina apparati QKD, gestione delle chiavi, controllo software-defined e crittografia post-quantum. La capacità di trasformare queste componenti in servizi affidabili e certificabili determinerà il ruolo dell’azienda nella filiera europea. La fisica quantistica costituisce il punto di partenza; la competizione industriale si giocherà sulla qualità e sulla gestibilità delle reti che riusciranno a portarla fuori dai laboratori.
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