La nuova frontiera per accelerare la trasmissione dati con i satelliti

Cosa ha a che vedere una delle piazze più belle d’Italia con un geniale polimata spagnolo e la crittografia quantistica? Ad una prima vista molto poco, ma un collegamento c’è, e per scoprirlo dovremo immergerci negli affascinanti progetti che proprio in questi anni si stanno sviluppando per connettere due isole nel mezzo dell’Atlantico, Tenerife e La Palma, con una rete di comunicazione ottica tra telescopi chiamata “IACLink”.

Ma procediamo con ordine: la nostra avventura inizia nell’anno 2000, quando viene inaugurata l’Optical Ground Station (OGS), un telescopio costruito per iniziativa dell’Agenzia Spaziale Europea con uno specchio da un metro nato con un obiettivo estremamente ambizioso. L’idea di fondo dell’ESA era quella di riuscire a dimostrare che era possibile sviluppare un innovativo sistema di comunicazione con i satelliti modulando un raggio laser. L’obiettivo ce lo spiega in dettaglio Iciar Montilla, ricercatrice dell’IAC, l’Instituto Astrofisico de Canarias: “Perché ci interessa la comunicazione ottica? Perché con i laser si ottiene una maggiore velocità di trasmissione: hanno più larghezza di banda e quindi si può passare da velocità nell’ordine dei megabit al secondo delle radiofrequenze a velocità di gigabit al secondo con i laser. Inoltre – ed è qualcosa che oggi è molto di tendenza – il segnale laser è meno divergente del segnale radio. Dunque, da un lato si richiede meno potenza per trasmettere i dati e, dall’altro – ed è questo l’aspetto oggi sulla cresta dell’onda – la comunicazione è punto-a-punto.”

In effetti, la trasmissione di dati di un satellite o di una sonda interplanetaria utilizzando semplicemente segnali radio può durare mesi o addirittura anni. Un recente esempio eclatante? La sonda New Horizons, che ha potuto per la prima volta studiare con grande dettaglio il pianeta nano Plutone e il suo satellite Caronte, ha impiegato la bellezza di 15 mesi per inviare 50 gigabit riguardanti i dati raccolti durante il flyby del corpo celeste. Con comunicazioni laser la durata richiesta per le trasmissioni potrebbe essere enormemente minore.

“La questione della velocità non è una mania”, chiarisce Iciar. “È che il fattore, per le missioni spaziali ad esempio, è critico. Stiamo costruendo sonde e satelliti che montano fotocamere con risoluzione sempre migliore e quindi che producono una grande mole di informazioni, ma il problema è che continuiamo a trasmettere via radiofrequenza. Quindi i dati impiegano tantissimo tempo ad arrivare.”

“Per esempio, tra il 1963 e il 1973 furono lanciate le sonde della NASA Mariner dirette verso Venere, Mercurio e Marte. Ebbene, le loro fotocamere all’inizio avevano una risoluzione di 25 chilometri per pixel. Circa dieci anni dopo erano già a 230 metri per pixel. Poi, nel XXI secolo, per esempio, abbiamo risoluzioni di 25,17 metri.”

“Una delle ultime è stata la fotocamera HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment), installata sulla sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) lanciata nel 2005. Questa fotocamera ha 50 centimetri per pixel. Allora qual è il problema? Se prendi HiRISE, la sua intenzione era mappare l’intera superficie di Marte. Il problema è che si produce una tale quantità di informazione che, alla velocità della radiofrequenza, un’immagine dell’intera superficie di Marte impiega quattro anni e mezzo. Usando i laser sarebbero bastate una settimana e mezza. Per le missioni spaziali, la differenza è drammatica, perciò la NASA è molto interessata alle comunicazioni ottiche e se vogliamo aumentare ancora di più la velocità e superare la barriera dei 10 gigabit al secondo, allora abbiamo bisogno dell’ottica, ma soprattutto dell’ottica adattiva”.

Ruben Sánchez dell’IACtec (il centro dell’IAC destinato allo sviluppo tecnologico degli strumenti per la ricerca), è uno dei ricercatori che sta portando avanti lo studio sulle tecnologie Free Space Optical Communications (FSOC) nel laboratorio dell’IACtec a Tenerife e mette in evidenza un altro aspetto vantaggioso essendo la tecnologia che utilizza comunicazione ottica nello spazio libero molto più leggera e meno ingombrante di quella tradizionale. Questo concetto prende il nome di “carico utile”: ogni chilo messo in orbita ha un costo enorme, e non c’è spazio per il superfluo.

Per dimostrare la fattibilità dell’uso di questa innovativa tecnica, l’ESA nel 2001 lanciò, con un Ariane 5, il satellite Artemis, che rimase operativo per 16 anni. Il satellite doveva riuscire a realizzare delle comunicazioni via laser con il telescopio dell’Optical Ground Station di Tenerife.

“Fino a quel momento l’impresa non era mai stata tentata. Ma l’ESA non si arrese e, effettivamente, la missione fu un successo. Funzionò molto bene e, di fatto, oggi le comunicazioni ottiche sono decisamente di moda. Ma il primo passo avvenne qui all’OGS, con la collaborazione dell’IAC.”

Una delle sfide che furono affrontate (e brillantemente risolte) nel caso della comunicazione tra l’OGS a terra e Artemis in orbita fu il problema di correggere i problemi legati alla densa atmosfera terrestre, che inevitabilmente portava a distorcere il segnale laser, rendendo difficile la trasmissione.

L’obiettivo della comunicazione laser, però, non è solamente una comunicazione tra satelliti e la base terrestre. L’interesse economico principale del progetto risiede anche sul fatto di implementare questa comunicazione all’interno di una rete di comunicazione che copra la superficie terrestre, sostituendo i cavi di comunicazione (fibra ottica) che attualmente sono collocati in fondo al mare.

La difficoltà delle comunicazioni ottiche via laser risiede nello sviluppare sistemi di ottica adattiva così raffinati da correggere l’effetto indotto dalla densa atmosfera terrestre. Se nell’invio di segnali ottici dai satelliti la turbolenza atmosferica risulta problematica solo per i primi chilometri, nell’adozione di questo sistema per le comunicazioni terrestri (cioè tra emettitore e ricevitore basati a terra) l’effetto si mostra molto più marcato.

Un altro problema da risolvere oltre alla distorsione atmosferica, prima di poter sostituire con la comunicazione laser i cavi sottomarini tra Europa e Stati Uniti o tra Asia e America su cui attualmente viaggiano i dati di internet, è quello della sicurezza: dobbiamo essere sicuri che le comunicazioni non vengano intercettate ed essere coscienti nel caso ci sia qualche soggetto terzo che stia ricevendo i dati. Anche per questo problema, la soluzione è particolarmente innovativa, e proviene nientedimeno che dalla fisica quantistica.

“Prendiamo l’esperimento che fu realizzato nel 2012 con Anton Zeilinger”, dice Ruben Sanchez “in quel caso si riuscì ad inviare un segnale laser tra il Jacobus Kapteyn Telescope (JKT) di La Palma e l’OGS di Tenerife. Si tratta di circa 143 chilometri di distanza. Normalmente, a fini di calcolo, si suole considerare che l’atmosfera sia alta circa 20 chilometri quindi una volta raggiunta tale soglia sopra le nostre teste il resto si può approssimare allo spazio vuoto ma La Palma-Tenerife è una distanza sette volte maggiore!”.
Ruben si riferisce all’esperimento che nel 2012 venne eseguito tra il JKT di La Palma e l’OGS di Tenerife, e che ottenne il record di distanza nella tecnologia del cosiddetto “teletrasporto quantistico”.
Al di là dell’esotico nome, forse un po’ fuorviante, quello che si osservò con l’esperimento che è valso ad Anton Zeilinger il premio Nobel nel 2022 è stata la diretta conseguenza delle leggi della meccanica quantistica in azione.

Il set-up dell’Esperimento e la sicurezza spiegati da Socas Negrín

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L’ingegnere a capo del progetto Jorge Socas Negrín ci accoglie all’IACtec per spiegare l’esperimento del 2012 nella sua raffinatezza: “Partiamo da La Palma, vicino al telescopio JKT. Prendiamo due fotoni e li mettiamo in un interferometro, in modo che risultino in uno stato entangled. In seguito uno viene inviato dal JKT all’OGS a Tenerife. Quando effettuiamo una misura di tipo Bell sul fotone di La Palma, immediatamente questo si distrugge, mentre a Tenerife appare un altro esattamente identico, previa riconciliazione delle basi attraverso una comunicazione di tipo ‘classico’.”

Questo esperimento così rivoluzionario e così interessante ha poi portato alla nascita del Canary Link tra le due isole, in modo tale che le due vette più alte dell’arcipelago fossero connesse per via ottica in maniera stabile.
Socas Negrín punta molto sul sottolineare una questione fondamentale. Per realizzare una tecnologia realmente efficace, occorre raggiungere un livello di sicurezza tale da poter garantire la riservatezza delle comunicazioni:

“L’idea è semplice ma potente. Grazie alla fisica quantistica possiamo generare chiavi segrete tra due utenti in modo che, se qualcuno prova a spiarle, lo rileviamo immediatamente. Quando metti un osservatore in mezzo, chiamiamola ‘Eve’, tra Alice (che emette il segnale) e Bob (che riceve il segnale) e invii un fotone entangled, per le regole di monogamia dell’entanglement il fotone che arriva a Bob dopo che Eve ha effettuato la misura è un altro nuovo, non più entangled con Alice. Pertanto, lo stato che si genera è di nuovo casuale. E allora, quando fai la riconciliazione, ti accorgi che, dato che la riconciliazione la fanno Alice e Bob, il numero di passaggi da riconciliare risulta minore: ottieni un 25% invece di un 50% di successi.”

Per chiarire queste parole, immaginiamo il celebre esperimento mentale del gatto di Schrödinger: finché la scatola resta chiusa, il gatto è descritto da una sovrapposizione quantistica di stati (sveglio e addormentato allo stesso tempo). Solo quando apriamo la scatola – cioè effettuiamo una misurazione – il sistema “collassa” in una delle due alternative possibili. Qualcosa di analogo accade nella Quantum Key Distribution (QKD). La chiave segreta che Alice e Bob vogliono condividere è codificata in qubit (fotoni preparati in stati quantistici). Finché non vengono misurati, questi fotoni restano in sovrapposizione di stati, come il gatto nella scatola. Ma se un intruso, l’ipotetica Eve, prova a spiarli, la misura fa collassare i qubit in bit classici (0 o 1). In questo modo, le correlazioni quantistiche originali vengono distrutte e Alice e Bob se ne accorgono subito durante la fase di verifica.

Ecco il punto cruciale: la QKD non serve a trasmettere messaggi segreti, bensì a generare chiavi sicure. Una volta che la chiave è condivisa, può essere usata per cifrare e decifrare i dati con metodi classici. La “magia” quantistica sta nel fatto che, se qualcuno tenta di intercettare i qubit, la “scatola del gatto” risulta già aperta e la chiave viene invalidata.
Jorge Socas ci spiega come in questo momento si stiano anche studiando opzioni di crittografia quantistica che prescindono dall’utilizzo di fotoni entangled:
“Per fare distribuzione di chiave quantistica (QKD) hai due modi. Si può procedere con fotoni entangled — se ne invia uno di ciascuna coppia a un estremo e si conserva l’altro — oppure con fotoni individuali preparati in certi stati di polarizzazione. Il protocollo più noto è il BB84, che è proprio quello che stiamo sviluppando in Spagna.” L’idea è quella di creare strumentazioni per la comunicazione laser e per la sua sicurezza via QKD sufficientemente leggere da poter essere messe in orbita ad un costo ragionevole.

Il nome BB84 ha delle peculiarità che lo rendono molto interessante per la sicurezza, in quanto permette la misurazione in ben quattro polarizzazioni. Se gli storici esperimenti (noti tecnicamente come “diseguaglianza CHSH”) eseguiti secondo il Teorema di John Bell vennero realizzati con tre polarizzazioni disposte a 120°, il protocollo BB84 dispone di quattro polarizzazioni: 0°, 90°, +45° e −45°. Un altro protocollo è B92, che ha solo due stati di polarizzazione. L’idea è che se l’entanglement tra due fotoni viene alterato da un osservatore terzo che effettua la misura, il risultato non sarà più quello di una misura di tipo Bell, ma avrà invece risultati totalmente casuali e non entangled tra La Palma e Tenerife.
“Di fatto,” ricorda Jorge Socas, “il BB84 è quello che si sta ampliando proprio ora per la distribuzione di chiave quantistica nei 12 progetti di sviluppo di carico utile (payload) e satelliti che si stanno portando avanti in Spagna e che hanno avuto inizio con Hispasat. Ma ci sono molti problemi di carico utile da risolvere per poterli lanciare. Bisogna far sì che la tecnologia occupi il minor spazio possibile nei satelliti. In realtà i problemi sono diversi. Il primo è la massa e le dimensioni. Poi c’è un altro elemento aggiuntivo: i componenti che usi per lo spazio lavorano a certe temperature, per cui devono essere qualificati per lo spazio. Non puoi mettere un laser qualsiasi nello spazio, perché magari non funziona, per ragioni di temperatura. Quindi devono essere qualificati per lo spazio. Questo fa sì che non sia affatto semplice.”

Strategia Europea e scenario Globale

Per fare sì che le comunicazioni terrestri basate sui laser utilizzino su larga scala questa nuova tecnologia, bisogna realizzare ponti tra diversi luoghi del pianeta che impieghino satelliti.
Il motivo per cui si preferisce la triangolazione via satellite tra due luoghi distanti sulla superficie del nostro pianeta è legato alla minore distorsione del laser: una maggiore distanza percorsa a bassa quota, caratterizzata da un’atmosfera più densa, significa un segnale molto meno efficace.
Attualmente si procede alla definizione di una strategia comune europea perché l’Europa possa muoversi in modo coerente e unito, rispetto allo sviluppo di tecnologie simili in altre potenze concorrenti. Uno dei programmi di comunicazioni ottiche più sviluppati è quello della Cina, che nel 2016 ha lanciato il satellite Micius in orbita bassa (LEO), anche se Pechino sta già lavorando a un altro satellite in orbita alta geostazionaria (GEO). Si tratta di un progetto in cui fisica quantistica, spazio e geopolitica risultano, mai come in questo caso, strettamente intrecciati. Ed è meglio essere parte del gruppo che guida quel progetto che restare indietro, perché si tratta del futuro.

Il governo spagnolo, supportato dai fondi europei, ha pubblicato due bandi, circa un anno fa, per generare due esperimenti di comunicazione laser con tecnologia di sicurezza QKD e sistema di ottica adattiva: uno per un satellite in orbita bassa, LEO, e l’altro per un satellite geostazionario, GEO. Erano due gare alternative, cioè indipendenti, per realizzare carichi utili e testarne il funzionamento con un’altra stazione a terra, con un’OGS, per la distribuzione della chiave quantistica. Per l’orbita LEO il bando è stato vinto da SENER, SENER Aeroespacial mentre sul progetto GEO, guidato da Thales Alenia con il suo consorzio, noi partecipiamo sull’ottica adattiva e nelle prove che si faranno da dicembre di quest’anno a giugno del prossimo: “si installerà la strumentazione – come se si trattasse del payload da montare sul satellite – a La Palma, si installerà l’altra strumentazione presso il telescopio OGS qui a Tenerife e si effettueranno esperimenti di trasmissione per valutare la viabilità pratica, esattamente come se fosse effettuata via satellite. Il passo successivo sarà quello di ripetere l’operazione usando un satellite in orbita”.

Jorge Socas annuisce quando facciamo presente che al momento ogni Paese sta portando avanti progetti di comunicazione ottica in maniera piuttosto autonoma, e non pensando in ottica realmente “europea”. “Anche se qualcosa è migliorata con i Fondi di Difesa Europei”, afferma Jorge Socas. “Con gli EDF si tratta precisamente di far avanzare la comunicazione ottica, sia classica sia quantistica. I cavi sottomarini per la comunicazione tra continenti sono oggi degli obiettivi sensibili, potenzialmente soggetti ad attacchi militari: per questo si sta puntando a soluzioni innovative e intrinsecamente sicure come la comunicazione laser protetta dalla tecnologia QKD”.

Verso l’“Internet Quantistico”

Oltre alla tecnologia così importante a livello di sicurezza strategica, ciò a cui stiamo assistendo è una totale rivoluzione delle telecomunicazioni, che potranno godere di una larghezza di banda enormemente più grande: “Internet quantistico”.
Ruben Sánchez ha le idee molto chiare in proposito: “A tutti noi Internet arriva a casa attraverso una fibra ottica, perché ha molta più larghezza di banda e meno interferenze di qualsiasi altro sistema che conosciamo al momento. Sia la radiofrequenza, sia i doppini di rame, sia altre tecnologie più tradizionali non possono offrire però la stessa larghezza di banda e il basso rumore tipici di una comunicazione ottica. Il problema oggi è che la fibra ottica va posata ma ciò non è possibile nelle comunicazioni a lunga distanza o in quelle fra satelliti, manca cioè un mezzo fisico per la propagazione. Allora, che si fa quando non hai un mezzo propizio alla propagazione della luce? La si propaga in un mezzo non propizio: l’atmosfera. L’obiettivo quindi diventa studiare come l’atmosfera è in grado di influenzare il fascio di luce, modificando il laser che abbiamo inviato, e proviamo, con l’ottica adattiva, ad eliminare tali cambiamenti”.

I vantaggi di una comunicazione ottica basata sui laser, resa sicura dall’utilizzo di chiavi QKD, sono secondo Ruben assolutamente evidenti già ora: “I vantaggi che avrebbe una comunicazione ottica rispetto a una comunicazione a radiofrequenza standard riguardano la larghezza di banda teorica. Stiamo ancora investigando, ma a priori si possono raggiungere larghezze di banda molto maggiori. Si sono già ottenute velocità dell’ordine del gigabit al secondo e si ritiene possibile — e credo lo vedremo molto presto — arrivare a due decine di gigabit al secondo. E non solo: anche lo spazio radioelettrico è sempre più congestionato. Conosciamo la tipica storia delle televisioni che cambiano i canali per ampliare lo spettro usato dalla telefonia mobile, ecc. Le comunicazioni ottiche hanno due vantaggi enormi rispetto a questo: se utilizzi differenti frequenze di luce — nello spettro visibile potremmo dire ‘colori’, ma ovviamente sono lunghezze d’onda — le puoi separare senza problemi, il che è un vantaggio. In più, sono univoche: la comunicazione ottica è da un punto a un punto. Si potrebbe persino dire che riduce l’inquinamento del segnale elettromagnetico. Se inviassimo parte dei dati che mandiamo oggi — e la necessità di inviare dati cresce sempre di più — tramite laser invece che via radiofrequenza, ci sarebbe meno pressione sulle bande, meno richiesta, meno competizione. Lo spettro radioelettrico è un bene scarso: non possiamo generarne di più, le frequenze sono quelle che sono. Mi piace paragonare la radiofrequenza al parlare: tu parli e tutti ti ascoltano; mentre le comunicazioni ottiche le paragono a un campo visivo: se guardi verso un angolo, non puoi guardare verso l’altro; devi guardare in una direzione. Occorre molta precisione per sfruttare appieno la finezza del fascio laser e creare così diverse comunicazioni tra coppie di punti che possono essere anche molto vicine tra di loro, con varie trasmissioni laser in contemporanea. Così hai molta più possibilità di riuso: potresti avere quattro laser anche alla stessa lunghezza d’onda, allo stesso ‘colore’, se parliamo dello spettro visibile, ma se puntano verso quattro siti diversi, non si disturbano.”

Attualmente i titoli della stampa sono tutti per i computer quantistici, che godono di un enorme finanziamento da parte del settore privato in cerca di benefici rapidi. Eppure, secondo Ruben Sánchez, la comunicazione ottica e le chiavi QKD sono molto più interessanti perché potrebbero raggiungere un livello di efficienza tale da essere utilizzate (e commercializzate) su grande scala persino nei prossimi decenni.
“La computazione quantistica cambierà il mondo, lo cambierà davvero, ma molti chiedono: come? Perché? Il vantaggio nelle comunicazioni è che credo sia una di quelle applicazioni in cui si intravede chiaramente il beneficio dell’introduzione di soluzioni quantistiche”

Jorge Socas continua con grande entusiasmo: “In questo momento ci sono molte startup che nascono, soprattutto — per esempio — su sorgenti di fotoni singoli e in generale sulla realizzazione di componenti per lo spazio. L’importante è far avanzare la tecnologia e poi vedremo quali benefici se ne ricavano. Sono convinto che a un certo punto questa tecnologia maturerà e sarà commercializzabile. Nel breve periodo, sono molto attive le giovani imprese specializzate nei sottosistemi, per esempio nelle montature, negli autocoplatori, aziende specializzate nella logica del protocollo, nella logica di controllo del telescopio, nel pointing, acquisition and tracking per satelliti o per affrontare il problema dei detriti spaziali, che richiede misure di altissima qualità e precisione.”

“II progetto Caramuel consiste nello sviluppo completo di una soluzione di Distribuzione di Chiavi Quantistiche (QKD), basata su un payload (carico utile) ospitato che sarà trasportato su un satellite geostazionario. Il progetto è costituito da un consorzio di aziende di primo livello come Hispasat, Thales Alenia Space, Celestia, GMV, Telefónica e Sener Aeroespacial, tra le altre, e tra queste figura IACTEC-FSO. All’interno del progetto, IACTEC-FSO è inquadrata in diversi pacchetti di lavoro ed è incaricata di sviluppare l’ottica adattiva della stazione di terra, che compenserà la turbolenza atmosferica nel collegamento downlink (GEO-to-Ground). Inoltre fornirà supporto all’analisi del calcolo delle perdite di collegamento e al telescopio di terra insieme ai diversi partner coinvolti”

Caramuel: il Nome, la storia, la Piazza

Bene, ora vi chiederete: perché mai abbiamo iniziato questo articolo parlandovi di una bellissima piazza italiana e di un genio spagnolo sconosciuto ai più? E cosa c’entra con la crittografia quantistica? Ebbene, il collegamento si trova proprio nel nome scelto per l’esperimento: Caramuel. Juan Caramuel Lobkowitz (Madrid, 1606 – Vigevano, 1682) ancorché incomprensibilmente sconosciuto ai più fu una figura assolutamente unica nel panorama delle scienze e delle arti del XVII secolo: filosofo, matematico, astronomo, logico e architetto; la sua figura ricorda per certi versi quella di Leonardo da Vinci. Il suo nome fu scelto per l’esperimento dedicato alla tecnologia QKD tra i telescopi OGS e JKT per via dei suoi studi sulla crittografia e sul sistema binario, di cui fu uno dei precursori in Europa (nel 1670 ad esempio Caramuel y Lobkowitz pubblicò un saggio molto esaustivo su questo argomento dal titolo “Mathesis biceps”).
“Il progetto Caramuel”, spiega Jorge Socas, “nacque circa quattro anni fa, spinto in parte da una fase A alla quale partecipò l’ESA e in cui abbiamo preso parte tutto il consorzio di imprese che poi ha continuato a sviluppare questo progetto. E quel progetto si basava nello sviluppo di un satellite geostazionario (costruito da Thales Alenia) per la distribuzione di chiavi quantistiche. In altre parole: si generava semplicemente la chiave perché poi quella chiave fosse applicata ai dati. È con quella chiave che si cifra. Cioè, con la distribuzione di chiave quantistica non si ottiene il messaggio già cifrato, bensì si ottiene una chiave che poi verrà utilizzata per cifrare il messaggio”.
La suddivisione tra messaggio e chiave è fondamentale per la sicurezza: una buona spia non si fa mai trovare con un testo cifrato e il manuale per decrittare il messaggio. “Queste chiavi una volta generate, vengono archiviate”, prosegue Jorge Socas. “E quando un ente, una banca, uno Stato, un governo, un’ambasciata o altro, deve inviare dati a un altro punto B, richiede quelle chiavi. Richiede quelle chiavi, con quella chiave cifra il messaggio e lo invia all’altro estremo. Allora quella chiave sarà a disposizione di entrambi i lati, in modo che si possa inviare con quella chiave e con un cifrario applicato, diciamo… È un passo preliminare. Esattamente: la QKD non invia messaggi già cifrati. Cioè, non esiste — è un po’ curioso, no? — perché tutti pensano che la QKD o distribuzione di chiavi quantistiche sia già l’invio dell’informazione cifrata. No, no. Quello che fa la QKD è generare le chiavi. E poi quella chiave si applica al messaggio.”

Non risulta pertanto sorprendente che una tecnologia basata su qubit, bit e crittografia quantistica prenda il nome del grande studioso spagnolo, che tanto fece per lo studio della matematica del sistema binario su cui si basa il linguaggio dei bit odierni.
In chiusura dell’articolo, prendiamoci un breve spazio per delineare un sintetico profilo del geniale intellettuale spagnolo. Caramuel, appartenente all’ordine Cistercense ma dal carattere decisamente “fuori dagli schemi”, era una personalità difficile da gestire per la rigida morale religiosa Controriformista dell’epoca, e nella sua carriera ecclesiastica venne destinato a luoghi molto lontani dalla sua Spagna natale: si trovò così a esercitare il suo ministero (e proseguire con i suoi studi) in Scozia, in Inghilterra, in Austria, in Boemia, in Germania e in Italia. A Roma in particolare divenne amico di Atanasius Kircher, studioso e creatore del celebre museo Kircheriano del Collegio Romano. Negli ultimi anni fu destinato alla città lombarda di Vigevano, di cui divenne vescovo. Fu lui a sistemare la stupenda Piazza Ducale con la facciata ellittica del Duomo, utilizzando le sue conoscenze matematiche e geometriche per dare un’impressione di compiutezza a una piazza che era in realtà piuttosto irregolare nel lato orientale. Le ellissi, le parabole e le iperboli (e in generale le coniche) erano, a fine Seicento, funzioni geometriche oggetto di un profondo studio: erano oggetto di indagine in matematica, grazie agli studi -tra gli altri- di Buonaventura Cavalieri, in astronomia grazie a Keplero, e infine in architettura, come dimostrano le creazioni di Gian Lorenzo Bernini al Colonnato di San Pietro, attentamente studiato da Caramuel nei suoi libri (molto significativo è ad esempio il suo saggio “Architectura civil recta y obliqua” del 1678).
Insomma, la crittografia quantistica, la comunicazione ottica nello spazio libero e le tecnologie innovative non nascono dal nulla, ma hanno solide radici che affondano nel fertile terreno delle arti e della conoscenza antica. “Se ho visto lontano”, diceva Newton, “è perché stavo sulle spalle dei giganti.” Questo ci insegna oggi il progetto Caramuel e i risultati straordinari che attendono nel prossimo futuro le tecnologie FSOC attualmente in studio con il Canary Link tra l’OGS di Tenerife e il JKT di La Palma.

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L’articolo è pubblicato in COELUM 276 VERSIONE CARTACEA