Computer quantistico, a Torino è stata acceso il primo in Italia

L’elaboratore sfrutta una tecnologia che nei prossimi anni potrebbe rivoluzionare la ricerca e l’industria

Giovedì 22 maggio è stato ufficialmente acceso il primo computer quantistico Iqm in Italia, uno dei soli 12 presenti al mondo. Questo importante traguardo pone l’Italia, e in particolare il territorio torinese, tra i leader europei nel campo delle tecnologie quantistiche, considerate la nuova frontiera del calcolo per i prossimi anni. Il computer quantistico, dotato di cinque qubit, sarà a disposizione di ricercatori, industrie e università. È stato acquisito grazie a una collaborazione tra il Politecnico di Torino, la Fondazione Links (ente della Fondazione Compagnia di San Paolo) e l’Istituto nazionale di ricerca metrologica (Inrim).

Il sistema è stato installato nel data center del Politecnico di Torino ed è stato fornito da Iqm quantum computers, azienda leader a livello mondiale nella costruzione di computer quantistici. “L’Italia ha un enorme potenziale in campo quantistico e la nostra collaborazione con Links permette di fare un passo avanti per rafforzare l’ecosistema quantistico, in particolare in Piemonte”, spiega Mikko Välimäki, co-amministratore delegato di Iqm.

Come funzionano i computer quantistici

L’introduzione dei computer quantistici – basati, cioè, sui principi della fisica quantistica – rappresenta un cambiamento profondo nel mondo della ricerca. A differenza dei computer tradizionali che utilizzano i bit, i computer quantistici si basano sui cosiddetti qubit (quantum bit). Mentre i bit possono assumere solo due stati, 0 o 1, i qubit, grazie al principio della sovrapposizione, possono essere contemporaneamente sia 0 che 1. Questo significa che un computer quantistico può eseguire più operazioni nello stesso momento, invece di una sola per volta come accade con i computer classici. Combinando le potenzialità dei qubit con le tecniche di apprendimento automatico – campo noto come quantum machine learning – è possibile esplorare in modo efficiente problemi molto complessi e con un numero enorme di combinazioni.

Rispetto ai computer Hpc (High performance computing) tradizionali, i computer quantistici permettono di effettuare calcoli molto più complessi in tempi molto più brevi, con un consumo energetico notevolmente inferiore. Questo potrebbe portare in futuro a importanti innovazioni in settori chiave come crittografia, cybersecurity, intelligenza artificiale, finanza, farmacologia, logistica e distribuzione, e molti altri.

Si tratta però di tecnologie estremamente sofisticate e sensibili. Il computer quantistico installato è dotato di un sistema criogenico avanzato che mantiene una temperatura di circa 20 millikelvin, vicinissima allo zero assoluto (-273,15°C) e circa 100 volte più bassa di quella dello spazio profondo. Questa temperatura è indispensabile per conservare la coerenza quantistica dei qubit, condizione fondamentale per il corretto funzionamento del sistema.

All’interno del criostato si crea un ambiente ultra-isolato e controllato, ideale per permettere il funzionamento dei circuiti quantistici, che sono estremamente delicati. L’intero impianto occupa un’area di circa 4 metri quadrati e raggiunge i 3 metri di altezza. La parte centrale del sistema è protetta da una schermatura che lo isola da vibrazioni e interferenze elettromagnetiche, salvaguardando così la stabilità dell’ambiente quantistico.

L’iniziativa in Italia

Questo progetto si basa sulle competenze già presenti tra i partner coinvolti, che possono contare su oltre 30 esperti ed esperte tra docenti, ricercatori, dottorandi e dottorande attivi nel settore. A questi si aggiungono più di 60 studenti e studentesse che, a partire dal 2023, hanno preso parte al Master in quantum computing o si sono iscritti al corso di Ingegneria quantistica del Politecnico, segno di un interesse crescente verso questo nuovo paradigma del calcolo. “L’obiettivo del nostro ecosistema Politecnico è quello di costituire un primo hub in cui l’accademia e i centri di innovazione lavorino insieme, in modo tale da rendere questa tecnologia fruibile ed esportabile all’attività dell’industria verso la società”, ha commentato il Rettore del Politecnico Stefano Corgnati.

Grazie all’acquisizione di un computer quantistico reale, sarà ora possibile svolgere attività e offrire servizi direttamente su una macchina quantistica fisica, senza dover ricorrere a simulatori o piattaforme remote, che spesso comportano maggiori difficoltà di accesso e costi elevati. Numerose aziende e associazioni del territorio, tra i principali operatori industriali, hanno già manifestato interesse e richiesto di poter partecipare o utilizzare la nuova infrastruttura.