L’infrastruttura Italian Quantum Backbone (IQB) nasce dalla distribuzione di Tempo e Frequenza su Fibra (progetto LIFT) che distribuisce, con stabilità e accuratezza senza precedenti, segnali di tempo e frequenza campione usando fibre ottiche commerciali.
Sulla stessa fibra, sono stati avviati successive possibilità scientifiche, in particolare il sensing quantistico e gli esperimenti in campo reale di comunicazione quantistica con protocolli di Quantum Key Distribution.
Nel 2022-2024 IQB porterà i segnali campioni dell’INRiM in centri scientifici e industriali del paese senza degrado delle prestazioni, offrendo rispetto ad altri sistemi un sostanziale miglioramento dell’accuratezza, la stabilità, la velocità di misura e la sicurezza. Inoltre la parte più classica di IQB permette di realizzare sensoristica innovativa distribuita sul territorio (per es. per la sismologia).
Gli obiettivi di IQB nel triennio 2022-2024 sono di offrire simultaneamente:
- una distribuzione in fibra ottica dei segnali campione di tempo e frequenza dell’INRiM a una decina di centri italiani e transfrontalieri per l’accesso alle reti europee;
- un tesbed per le tecnologie di comunicazione quantistica, a partire dalla QKD, che si interfacci con le strutture della European Quantum Communication Infrastructure;
- un collegamento permanente tra i radiotelescopi di INAF a Bologna e di ASI a Matera per un’osservazione più accurata delle emissioni radio nel cosmo;
- una rete sismologica innovativa in collaborazione con INGV che utilizzi la distribuzione di un laser ultrastabile e la tecnica inteferometrica propria di IQB; vi) un collegamento operativo in modo continuo tra i quattro NMI europei principali (PTB, LNE-SYRTE, NPL e INRiM) per il confronto di orologi atomici, in particolare ottici, nell’ottica della ridefinizione del secondo SI e della creazione di scale internazionali di tempo più accurate.
Dal 2022, i test di QKD vogliono estendersi su distanze maggiori, con la realizzazione di tratte in tecnica Twin Field QKD, che hanno già dimostrato di coprire oltre i 200 km prima di aver bisogno di Nodi di rigenerazione (i cosiddetti Trusted Node); nel triennio si programma di estendere a una parte significativa dell’intero backbone.
Per la distribuzione di tempo, nel triennio 2022-2024 alla distribuzione di frequenza già presente su tutto IQB si potenzierà la distribuzione di tempo, oggi presente con la tecnica Precision Time Protocol – High Accuracy (“White Rabbit”) su più di 1000 km, sia con una maggiore estensione, sia con un miglioramento delle prestazioni.
Per le applicazioni VLBI continueranno le campagne osservative con INAF e ASI, ma soprattuto continuerà l’uso di IQB insieme alle antenne VLBI per i confronti intercontinentali tra orologi, come dimostrato nel 2021/2021 con il Giappone e proseguito nel 2021 con la Corea del Sud.
L’uso in sismologia e in generale nel “fiber sensing” potenzierà nel 2022-2024 le collaborazioni con INGV e con aziende interessate al trasferimento tecnologico delle tecniche sviluppate