Politecnico di Milano, nuovo ricevitore ottico contro la turbolenza
Il Politecnico di Milano e Télécom Paris sviluppano un ricevitore ottico che ripristina i segnali caotici disturbati dalla turbolenza atmosferica.
Un nuovo ricevitore ottico capace di ripristinare segnali caotici compromessi dalla turbolenza atmosferica nei collegamenti ottici in spazio libero è stato sviluppato grazie alla collaborazione tra Télécom Paris e il Politecnico di Milano. Il dispositivo sfrutta un sistema di micro-antenne ottiche integrate in un chip fotonico programmabile che si adatta in tempo reale, mantenendo l’integrità del segnale anche in condizioni atmosferiche avverse.
Lo studio, pubblicato su Light: Science & Applications, segna un’importante svolta verso la crittografia basata sul caos per comunicazioni sicure e ad alta velocità in ambienti ostili. Il principio alla base di questo approccio consiste nel codificare messaggi segreti all’interno di segnali luminosi caotici, tanto complessi da risultare quasi impossibili da decifrare. Tuttavia, nel passaggio attraverso l’atmosfera, questi segnali vengono spesso alterati dalla turbolenza, compromettendo affidabilità e sicurezza della trasmissione.
La soluzione individuata dai ricercatori consiste in un ricevitore innovativo che, attraverso microantenne ottiche, cattura la luce da diverse angolazioni. Il chip fotonico integrato si riconfigura istantaneamente per ricomporre in modo corretto il segnale caotico, rendendolo nuovamente stabile e protetto.
Secondo Sara Zaminga del laboratorio LTCI di Télécom Paris, coautrice dello studio, “il caos è solido e utilizzabile nei crittosistemi solo se la sua natura viene pienamente preservata. La turbolenza atmosferica deteriora il segnale ottico e apparentemente distrugge le proprietà del caos, rendendo difficile mantenere comunicazioni sicure e affidabili. Con il nostro approccio non ci limitiamo a mitigare gli effetti della turbolenza: ripristiniamo completamente il caos della luce nella sua complessità intrinseca”.
Andrés Martínez, del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano e coautore del lavoro, sottolinea: “Ciò che rende questa soluzione davvero particolare è la sua capacità di adattarsi in tempo reale. Il nostro ricevitore si regola automaticamente alle variazioni delle condizioni di turbolenza, garantendo un canale di comunicazione stabile e sicuro senza bisogno di interventi manuali”.
I sistemi di comunicazione basati sul caos godono di un vantaggio naturale: l’imprevedibilità, che li rende difficilmente intercettabili. Tuttavia, la turbolenza atmosferica ha rappresentato finora una barriera significativa. Questo progresso non solo supera tale ostacolo, ma apre nuove prospettive per garantire comunicazioni riservate anche in scenari estremi.
“Nei contesti più difficili, come le aree remote o le situazioni di emergenza, dove le reti convenzionali non funzionano, una tecnologia come questa, capace di resistere alla turbolenza e mantenere la sicurezza del segnale, potrebbe rappresentare una connessione vitale,” conclude Francesco Morichetti, responsabile del Photonic Devices Lab del Politecnico di Milano.
