Quantum, come trasformare l’eccellenza scientifica in vantaggio strategico

Dalla sicurezza informatica alla navigazione, dalle comunicazioni all’imaging, la quantistica è una delle frontiere tecnologiche destinate a incidere sulla competitività industriale e gli equilibri strategici dei prossimi anni. Le nuove tecnologie basate sui principi della meccanica quantistica promettono applicazioni pionieristiche in numerosi settori, ma la sfida adesso è trasformare competenze scientifiche in reali soluzioni industriali. Questi i temi al centro di un convegno organizzato dall’Ansa all’Accademia nazionale dei Lincei che ha riunito esponenti del mondo della ricerca e dell’industria per fare il punto su sfide e opportunità della rivoluzione quantistica.

Le quattro frontiere del quantum

Le tecnologie quantistiche si sviluppano principalmente lungo quattro direttrici. La prima è quella delle comunicazioni, che punta a realizzare reti più sicure attraverso sistemi come la distribuzione quantistica delle chiavi crittografiche. La seconda riguarda il quantum imaging, cioè l’impiego di fenomeni quantistici per migliorare le capacità di acquisizione delle immagini satellitari, anche in condizioni ambientali difficili. C’è poi il quantum sensing, che sfrutta la sensibilità degli atomi e di altri sistemi quantistici per sviluppare strumenti di misurazione e navigazione più precisi, come orologi, accelerometri e giroscopi. Infine, il quantum computing, che mira a utilizzare le proprietà dei sistemi quantistici, in particolare i qubit, per affrontare alcuni problemi di calcolo con approcci diversi da quelli dei computer tradizionali. 

Dai laboratori all’industria

Il trasferimento tecnologico è uno dei passaggi decisivi per rendere concrete le potenzialità del quantum. Lo ha illustrato Massimiliano Dispenza, Head of Quantum, optronics & advanced materials labs di Leonardo, raccontando l’esperienza del gruppo di piazza Monte Grappa, che ha avviato già anni fa un programma di ricerca sulle tecnologie quantistiche. “Abbiamo iniziato l’avventura quantistica cinque anni fa, all’interno di un’avventura più grande che è quella dei Leonardo Labs”, ha spiegato. La scelta è stata quella di investire su più direttrici, sfruttando la diversificazione del portafoglio tecnologico del gruppo. “Ha senso fare comunicazioni, come fanno molti, o sensori, come fanno molte start-up? O ha senso fare qualcosa di più grosso, lavorare su più fronti, addirittura su tutti i fronti?”.

Oggi, ha spiegato Dispenza, il laboratorio di Roma conta oltre venti ricercatori e lavora sulle applicazioni quantistiche per comunicazioni, imaging, sensoristica e computing. Uno degli aspetti più complessi, ha raccontato, è stato costruire un modello organizzativo capace di proteggere la ricerca di lungo periodo senza allontanarla dalle esigenze industriali. Da qui la scelta di collocare i ricercatori nella struttura corporate, mantenendo però un rapporto diretto con le divisioni operative attraverso gruppi di lavoro integrati. Il risultato è un modello che combina progetti finanziati e collaborazioni internazionali con attività di ricerca commissionate dalle divisioni. “Non realizziamo ricerca fine a se stessa o fine soltanto ai progetti finanziati, ma la finalizziamo alle esigenze delle divisioni”.

Il rischio del Q-Day

Le prospettive del quantum computing pongono anche una questione di sicurezza: la possibilità che computer quantistici sufficientemente potenti riescano a compromettere gli attuali sistemi crittografici. È il cosiddetto Q-Day, al centro dell’intervento di Fabio Ingretolli, responsabile della divisione Laboratori di Deas. La principale vulnerabilità della crittografia, ha osservato Ingretolli, riguarda la gestione delle chiavi, insieme alla qualità dell’entropia e alla complessità dei sistemi utilizzati. La distribuzione quantistica delle chiavi (QKD) potrebbe intervenire proprio su questo punto, anche se la tecnologia è ancora in fase prototipale. “Per ora il quantum computing è ancora a livello prototipale”, ha spiegato Ingretolli. “Un prototipo è un sistema che soddisfa un sottoinsieme di requisiti, non che li soddisfa tutti. Vorremmo che arrivasse a uno stato di maturazione completa, ma questo ancora non è accaduto”, ha spiegato. L’interesse del mercato, però, è già consistente, con investimenti pubblici e privati per circa 50 miliardi di dollari tra il 2012 e il 2025, con una crescita particolarmente significativa proprio nell’ultimo anno. 

Grandi speranze (?)

Le tecnologie quantistiche sono ancora lontane dall’esprimere pienamente il loro potenziale, ma tra prototipi, sperimentazioni e i primi progetti industriali, il settore sta attraversando una fase di sviluppo inedita, nella quale convivono tanto grandi aspettative quanto sfide ancora aperte. L’Europa – Italia inclusa – si sta ancora leccando le ferite a causa della sua incapacità di cogliere per tempo le potenzialità dell’IA. Un errore che la porta oggi a rincorrere gli altri e a normare tecnologie che non è in grado di controllare. Il rischio che uno scenario analogo si presenti anche nell’ambito quantistico è concreto. Secondo la Commissione europea, l’Unione ospita il 32% delle imprese mondiali attive nelle tecnologie quantistiche, una quota superiore a quella degli Stati Uniti (circa 25%) e della Cina (5%). Eppure, quando si passa agli investimenti privati, il quadro si ribalta, con le imprese europee intercettano appena il 5% dei finanziamenti globali destinati al settore, contro il 50% raccolto dalle aziende statunitensi. Anche sul fronte dei brevetti il divario è significativo: l’Europa rappresenta appena il 6% delle attività brevettuali globali sulle tecnologie quantistiche, mentre la Cina raggiunge il 46% e gli Stati Uniti il 23%. Il rischio, quindi, è che l’Europa finisca per produrre ricerca e competenze che però saranno altri a sfruttare. Una prospettiva tutt’altro che inevitabile, ma che richiede una strategia concreta, capace di andare oltre i proclami e sostenere la ricerca, la crescita delle imprese, l’accesso ai capitali e il trasferimento tecnologico.