Quantum Leap

All’evento “Quantum Leap”, dedicato al tema del quantum computing e della quantum communication, hanno partecipato importanti esponenti del mondo della ricerca, dell’Università, dell’ambito industriale e aziendale, con uno sguardo su ciò che si muove non solo in Italia ma anche in Europa.

L’impegno di COTEC nel promuovere momenti di confronto tra diversi stakeholders sul tema delle tecnologie quantistiche nasce dalla convinzione che il calcolo quantistico e le tecnologie correlate siano un tassello strategico per la competitività tecnologica e industriale dell’Italia. In un contesto in cui queste tecnologie emergenti stanno evolvendo rapidamente e possono trasformare settori chiave, la Fondazione COTEC, per la sua stessa natura, facilita il dialogo e la collaborazione per valorizzare l’eccellenza scientifica nazionale a vantaggio dell’intero sistema produttivo.

Nei saluti introduttivi, la Direttrice COTEC, Melissa Ridolfi, ha sottolineato come “la ricerca è una parte fondamentale dell’innovazione”, ricordando che “la ricerca di frontiera non è soltanto alla base dell’innovazione, ma è essa stessa innovazione”, soprattutto quando si affrontano temi complessi come le tecnologie quantistiche.

L’evento, moderato da Laura D’Angelo, Venture Strategy & Development Director – Eniverse Ventures, la società Corporate Venture Builder di Eni, si è aperto con l’intervento del Presidente Eniquantic, Massimo Inguscio, che ha richiamato il valore umano e istituzionale dei percorsi di innovazione, ricordando come trasformare la ricerca in innovazione e poi in industria richieda non solo idee, ma anche strutture manageriali, dottorati industriali e interazioni stabili con il mondo produttivo. Inguscio ha voluto inoltre ricordare il professor Nicolais, sottolineando il passaggio di testimone al CNR e il ruolo svolto da COTEC nel costruire ponti tra ricerca e industria. Richiamando la lezione di Enrico Fermi, a cento anni dalla scoperta dei fermioni, Inguscio ha evidenziato come dalla meccanica quantistica siano nate tecnologie oggi centrali, dai semiconduttori ai calcolatori quantistici. La ricerca quantistica, ha spiegato, non è un sapere astratto, ma un processo continuo in cui scienza e tecnologia si alimentano a vicenda. Perché questo circolo virtuoso funzioni servono visione e organizzazione, insieme alla capacità di trasformare anche ricerche esplorative in innovazione industriale. In questo quadro, l’Europa, attraverso la Quantum Flagship, ha dimostrato come un approccio integrato alla ricerca possa diventare un modello, in un futuro che resta aperto e ancora tutto da costruire.

Lo stato della ricerca italiana: superconduttività, atomi freddi e fotoni
Francesco Tafuri, Professore di fisica sperimentale della materia e applicazioni dell’Università degli Studi di Napoli “Federico II”, ha spiegato che uno degli aspetti più sorprendenti delle piattaforme superconduttive sia la possibilità che fenomeni quantistici si manifestino in oggetti macroscopici, qualcosa che fino a pochi anni fa appariva impensabile. Questa caratteristica è alla base di piattaforme che offrono grande stabilità e prospettive di integrazione futura, anche se sono intrinsecamente più rumorose rispetto ad altre soluzioni. Tafuri ha ricordato come, in circa vent’anni, i tempi di coerenza siano passati dal nanosecondo al millisecondo, rendendo possibili applicazioni che all’inizio degli anni Duemila non erano neppure immaginabili. Ha infine sottolineato che la capacità di progettare e costruire internamente l’intera macchina consente di mantenere controllo, creatività e di far crescere un ecosistema italiano, con filiere industriali e startup collegate.

Francesca Ferlaino, Direttrice Scientifica IQOQI e Professoressa dell’Università di Innsbruck, ha invece parlato di come le piattaforme ad atomi freddi siano una tecnologia relativamente giovane ma estremamente promettente, sottolineando come le diverse piattaforme quantistiche condividano obiettivi comuni: lunga coerenza, scalabilità e basso rumore. Ha evidenziato che nessuna piattaforma possiede oggi tutte queste caratteristiche contemporaneamente, ed è per questo che ricerca di base e industria procedono ancora fianco a fianco. Ferlaino ha spiegato che la possibilità di intrappolare e manipolare singoli atomi ha aperto la strada a simulazioni di sistemi complessi, con record di scalabilità che arrivano a migliaia di qubit e tempi di coerenza di decine di secondi.

Roberto Osellame, Research Director IFN – CNR, nel suo intervento ha sottolineato come la fotonica sia una tecnologia trasversale e vitale per tutte le tecnologie quantistiche. Ha spiegato che il fotone può propagarsi su lunghe distanze senza perdere coerenza, rendendo la piattaforma fotonica unica per le comunicazioni quantistiche e strategica anche per la sensoristica e il calcolo. Osellame ha evidenziato anche come il passaggio dalla fotonica discreta alla fotonica integrata sia cruciale per la scalabilità, perché consente di appoggiarsi a una base industriale già matura. In questo senso, la fotonica svolge un doppio ruolo: piattaforma competitiva per il calcolo quantistico e tecnologia abilitante per le altre piattaforme, contribuendo alla creazione di un ecosistema industriale competitivo.

Davide Calonico, Direttore Scientifico dell’INRiM, ricordando che da anni si occupa di infrastrutture e del raccordo tra le diverse piattaforme tecnologiche, creando ponti tra ricerca e industria, ha evidenziato le tre sfide principali per le infrastrutture quantistiche: la maturazione tecnologica, l’internazionalizzazione e la costruzione della fiducia. Ha spiegato che portare una scoperta dal laboratorio a un livello di maturità tecnologica adatto all’industria è una delle sfide più complesse, e che la fiducia passa anche dalla tutela della proprietà intellettuale e dalla standardizzazione.

Aspetti applicativi: calcolo, simulazione, sensoristica e comunicazione
Daniele Dragoni, responsabile dell’attività di ricerca nell’ambito della Computazione Quantistica per Leonardo, ha sottolineato che le tecnologie quantistiche rappresentano un ambito di grande interesse strategico, su cui l’azienda sta lavorando da circa cinque anni grazie a laboratori dedicati. Ha chiarito che lo scenario dell’hardware quantistico è ancora sperimentale e che, per questo motivo, l’approccio di Leonardo è fortemente application-driven. Dragoni ha illustrato come l’azienda lavori su algoritmi e casi d’uso concreti, in particolare nell’ottimizzazione combinatoria, nella simulazione di sistemi fisici complessi e nel quantum machine learning.

Federico Mattei, IBM Quantum Ambassador per l’Italia e Quantum Business Developer per l’Europa, ha parlato dell’ingresso in una fase definita “quantum utility”, in cui i risultati dei computer quantistici diventano confrontabili con quelli dei sistemi classici. Ha poi evidenziato come la sinergia tra computer quantistici e infrastrutture HPC sia fondamentale, soprattutto attraverso algoritmi ibridi, come quelli utilizzati in chimica quantistica. Ha concluso l’intervento sottolineando che probabilmente sarà proprio questa integrazione a produrre nei prossimi anni i primi esempi solidi di quantum advantage.

Alessandro Zavatta, Presidente e Direttore operativo di QTI Italia, ha evidenziato come la sicurezza delle comunicazioni sia oggi una questione critica e come la comunicazione quantistica offra vantaggi sostanziali. Zavatta ha spiegato che la distribuzione quantistica delle chiavi consente di rilevare immediatamente eventuali tentativi di intercettazione, perché la sicurezza si basa sulle leggi della fisica e non su ipotesi algoritmiche, ricordando che esistono già apparati commerciali installati e operativi, utilizzati in contesti reali.

Giacomo Cappellini, Technology Officer di Eniquantic, ha illustrato l’approccio full-stack di Eniquantic, spiegando che l’azienda lavora sia sull’hardware che sul software, spiegando come la piattaforma scelta operi a temperatura ambiente e offra buone prospettive di scalabilità. Sul fronte applicativo, Cappellini ha indicato energia, nuovi materiali e simulazione di sistemi complessi come gli ambiti più promettenti, sottolineando l’importanza dell’accesso a risorse HPC per accelerare lo sviluppo.

Strategia, visione industriale e prospettiva europea
Marco Conti, Dirigente di Ricerca CNR, ha aperto il suo intervento sottolineando come l’Europa abbia fallito la prima rivoluzione digitale non per mancanza di competenze ma per l’assenza di una strategia industriale. Ha avvertito che nel quantum non si può attendere la piena maturità tecnologica prima di costruire software, servizi ed ecosistemi perché si rischierebbe un nuovo lock-in tecnologico. Conti ha quindi ribadito come l’integrazione tra quantum, AI, HPC, cloud e cybersecurity sia cruciale e che, in questa cornice, le infrastrutture di ricerca svolgono un ruolo abilitante fondamentale.

Adam Lewis, Head of Sector del Joint Research Centre e co-autore del rapporto “Future Directions for Quantum Technology in Europe”, ha evidenziato come l’Europa abbia una reale opportunità di diventare competitiva a livello globale, a condizione di investire in infrastrutture, supply chain e competenze. Ha sottolineato che le competenze sono probabilmente l’elemento più critico, perché le carriere nel quantum sono ancora percepite come rischiose. In questo quadro si inserisce il Quantum Act, pensato per coordinare le iniziative europee e rafforzare la sicurezza economica, evitando nuove dipendenze tecnologiche.

A chiudere i lavori è stato Dario Pagani, Vicepresidente di COTEC, che ha ribadito la volontà della Fondazione di costruire ecosistemi e mettere in connessione ricerca, industria e istituzioni. Pagani ha sottolineato come il quantum sia una sfida ancora aperta e senza certezze assolute, ma anche un’opportunità per attrarre le nuove generazioni e rafforzare il sistema Paese. Crederci oggi, ha concluso, significa investire in una visione capace di affrontare le complessità del futuro.