Dal Nobel 2025 ai nuovi algoritmi di Google, il quantum computing entra in una nuova fase di sviluppo. Mentre Stati Uniti e Cina guidano con investimenti miliardari, l’Europa prova a recuperare terreno con la strategia “Quantum Europe”. L’Italia si muove con il piano nazionale e la Q-Alliance, puntando a un ruolo di ponte tecnologico e industriale tra le due sponde dell’Atlantico. Ma la sfida su investimenti, competenze e sovranità digitale è appena iniziata.
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Quantum computing: Usa e Cina accelerano, Ue in cerca di una strategia
Boston Consulting Group (Bcg) prevede che nell’arco dei prossimi 3-5 anni gli investimenti pubblici potranno oltrepassare la soglia dei 10 miliardi di dollari, trainati soprattutto da Usa e Cina. “In Europa, invece dipenderà dalla capacità di riuscire ad attrarre investimenti privati e talenti dall’estero”, commenta Luca Mariot, assistant professor nel gruppo di Semantics, Cybersecurity and Services dell’Università di Twente, nei Paesi Bassi.
A spingere al rialzo i titoli del settore è stato il piano sul quantum computing da 10 miliardi di dollari di JP Morgan, da investire in 27 industrie statunitensi di frontiera.
Mentre le Big tech corrono nella sfida del quantum computing, ecco cosa fa l’Italia, che punta a ritagliarsi un ruolo ponte fra Europa e Stati Uniti, attraendo investimenti in quantistica provenienti proprio dagli Usa.
Infatti “nel 2025 l’Italia ha compiuto un passo importante con il lancio della strategia nazionale per le tecnologie quantistiche”, aggiunge Margherita Moroni, Ricercatrice dell’Osservatorio Quantum Computing & Communication del Politecnico di Milano.
Quantum computing: a che punto siamo
Michel H. Devoret è stato uno dei tre fisici che hanno vinto il Premio Nobel per la Fisica di quest’anno per una serie di esperimenti condotti più di quarant’anni fa.
Come ricercatore post-dottorato presso l’Università della California, Berkeley, a metà degli anni ’80, Devoret ha contribuito a dimostrare che le strane e potenti proprietà della meccanica quantistica, la fisica del regno subatomico, potevano essere osservate anche in circuiti elettrici abbastanza grandi da essere visibili ad occhio nudo.
Questa scoperta, che ha aperto la strada ai telefoni cellulari e ai cavi in fibra ottica, potrebbe avere implicazioni ancora più significative nei prossimi anni, con lo sviluppo da parte dei ricercatori di computer quantistici che potrebbero essere molto più potenti dei sistemi informatici odierni.
Ciò potrebbe portare alla scoperta di nuovi farmaci e vaccini, nonché alla decifrazione delle tecniche di crittografia che proteggono i segreti del mondo. Per questo motivo, infatti, ci si prepara all’era della crittografia post-quantistica.
I progressi di Google sugli algoritmi: le sfide
Devoret e i suoi colleghi di un laboratorio Google vicino a Santa Barbara, in California, hanno dichiarato che il loro computer quantistico ha eseguito con successo un nuovo algoritmo in grado di accelerare i progressi nella scoperta di farmaci, nella progettazione di nuovi materiali da costruzione e in altri campi.
Sfruttando i poteri controintuitivi della meccanica quantistica, la macchina di Google ha eseguito questo algoritmo 13.000 volte più velocemente di un supercomputer di punta che esegue un codice simile nel campo della fisica classica. Lo riporta un articolo scritto dai ricercatori di Google sulla rivista scientifica Nature.
Tuttavia, serve “una piccola precisazione sull’algoritmo di quantum echoes di Google”, aggiunge Luca Mariot: “il fatto che vada ‘13000 volte’ più veloce di un computer classico è di nuovo un claim di Google senza una controprova definitiva al momento“.
“Ma, contrariamente a claim precedenti di ‘quantum supremacy’, questa volta almeno c’è la possibilità di verificare i risultati della computazione, posto che si abbia a disposizione un altro quantum computer di caratteristiche simili. Però, al momento, la verifica non è ancora stata fatta”, conferma Mariot.
Tuttavia, secondo il Premio Nobel per la Fisica 2025 Devoret, entrato in Google nel 2023, “in futuro, quando avremo computer quantistici più potenti, saremo in grado di eseguire calcoli che sarebbero impossibili con gli algoritmi classici”.
L’algoritmo Quantum Echoes
Il quantum computing è ancora una tecnologia sperimentale. “Si tratta come al solito di esperimenti con algoritmi di circuit sampling che hanno una rilevanza pratica pressoché nulla“, spiega da AgendaDigitale.eu Luca Mariot: “L’innovazione dell”Out-of-order correlator’ (OTOC, da cui hanno coniato il termine ‘quantum echo’) rende l’algoritmo un po’ più concreto, perché questo tipo di misure hanno una qualche rilevanza nella simulazione quantistiche a molti corpi, ma siamo ancora anni luce da applicazioni veramente utili nel mondo reale“.
Tuttavia, il nuovo algoritmo di Google, Quantum Echoes, dimostra che gli scienziati stanno migliorando rapidamente le tecniche che potrebbero consentire ai computer quantistici di risolvere problemi scientifici che nessun dispositivo di calcolo tradizionale sarebbe mai in grado di affrontare.
“Si tratta di un progresso tecnologico significativo”, ha affermato al New York Times Prineha Narang, professore di scienze fisiche e ingegneria elettrica e informatica presso l’Università della California, Los Angeles.
“Abbiamo sentito parlare molto dei progressi hardware in questo campo e, per un certo periodo, ho temuto che gli algoritmi non sarebbero stati all’altezza. Ma hanno dimostrato che non è così”, secondo Narang.
La competizione è globale
La ricerca quantistica di Google è in competizione con altri giganti tecnologici come Microsoft e Ibm, numerose startup, università e iniziative in rapida evoluzione in Cina. Pechino, per esempio, ha stanziato oltre 15,2 miliardi di dollari per la ricerca quantistica. “Ma la Cina ha un modello di investimento nella ricerca e nell’innovazione completamente diverso, e poco applicabile in società occidentali”, avverte Luce Mariot.
All’interno di un computer classico come un laptop o uno smartphone, i chip di silicio memorizzano i numeri come “bit” di informazione. Ogni bit contiene un 1 o uno 0. I chip eseguono quindi i calcoli manipolando questi bit, aggiungendoli, moltiplicandoli e così via.
Un computer quantistico, al contrario, esegue calcoli in modi capaci di sfidare il senso comune.
I qubit
Secondo le leggi della meccanica quantistica, la fisica delle cose molto piccole, un singolo oggetto può comportarsi come due oggetti separati allo stesso tempo. Sfruttando questo strano fenomeno, gli scienziati possono costruire bit quantistici, o “qubit”, che contengono una combinazione di 1 e 0 allo stesso tempo.
Ciò significa che con l’aumentare del numero di qubit, un computer quantistico diventa esponenzialmente più potente.
Con altri due ricercatori di Berkeley a metà degli anni ’80, John M. Martinis e John Clarke, Devoret dimostrò che le proprietà controintuitive della meccanica quantistica non erano limitate alle particelle subatomiche.
Esse apparivano anche nei circuiti elettrici che potevano essere utilizzati per costruire chip per computer. “Abbiamo dimostrato per la prima volta che è possibile costruire atomi a partire da circuiti elettrici”, ha affermato il dottor Devoret.
Ancora troppi errori
Questa scoperta ha gettato le basi per i “qubit superconduttori” che Google, Ibm e molte altre aziende utilizzano per alimentare i propri computer quantistici. Ciò comporta il raffreddamento di alcuni metalli a temperature estremamente basse, in modo che mostrino lo stesso “strano” comportamento delle particelle subatomiche.
Tuttavia i computer quantistici odierni commettono ancora troppi errori. Ma, grazie ai recenti progressi nella correzione degli errori, un modo dunque per ridurli, molti scienziati ritengono ora che questa tecnologia possa mantenere le sue promesse entro la fine del decennio.
Non solo Google: le 9 aziende del settore
Google ha annunciato lo scorso anno di aver costruito un computer quantistico in grado di eseguire un calcolo matematico particolarmente complesso in meno di cinque minuti, nell’ambito di un test volto a valutare i progressi di questa tecnologia.
Uno dei supercomputer non quantistici più potenti al mondo non sarebbe stato in grado di completarlo nemmeno in 10 septilioni di anni, un periodo di tempo che supera di miliardi di trilioni di anni l’età dell’universo conosciuto.
Questo momento di “supremazia quantistica” ha dimostrato che la tecnologia stava iniziando a superare le capacità dei computer classici. Tuttavia, il calcolo eseguito dalla macchina di Google, basata su un chip chiamato Willow, non aveva alcun uso pratico.
Google e i suoi numerosi concorrenti stanno ancora lavorando per arrivare al momento in cui un computer quantistico potrà superare le possibilità di un computer tradizionale nell’esecuzione di compiti importanti in campi come la chimica e l’intelligenza artificiale.
Ma Google non è la sola Big tech ad investire nel settore. Spiccano infatti anche Ibm e Microsoft, oltre a D-Wave e IonQ, Rigetti e Quantum Computing. In tutto si contano nove imprese con targa statunitense che si sfidano nel settore. Ma non tutte le aziende hanno una consolidata reputazione in ambito scientifico come Ibm e Microsoft.
Il ruolo del quantum computing nella chimica farmaceutica
“Affinché le promesse dei computer quantistici possano essere realizzate, dobbiamo produrre un nuovo farmaco che conosciamo solo grazie ai computer quantistici”, ha affermato Narang dell’U.C.L.A. “Allora potremo dire che tutti gli investimenti sono stati ripagati”.
Il nuovo algoritmo di Google è un passo in questa direzione. In un altro articolo pubblicato mercoledì sul sito di ricerca arXiv, l’azienda ha dimostrato che il suo algoritmo potrebbe contribuire a migliorare la risonanza magnetica nucleare, o NMR, una tecnica utilizzata per comprendere la struttura delle molecole minuscole e il modo in cui interagiscono tra loro.
La NMR è una parte fondamentale dello sforzo volto a sviluppare nuovi farmaci per combattere le malattie e nuovi materiali per costruire qualsiasi cosa, dalle automobili agli edifici. Può aiutare a comprendere il morbo di Alzheimer o favorire la creazione di metalli completamente nuovi, ha affermato Ashok Ajoy, assistente professore di chimica a Berkeley specializzato in NMR che ha collaborato con i ricercatori di Google alla stesura del nuovo articolo.
“Questo dimostra la potenza di un computer quantistico”, ha affermato. “Siamo ancora agli albori, ma le prospettive sono entusiasmanti”.
La roadmap europea e lo scenario del quantum computing in Italia
Lo scorso luglio, la Commissione europea ha pubblicato il Piano Quantum Europe Strategy, un’ambiziosa strategia sul quantum computing, dopo aver aggiornato la roadmap con il piano contenente cinque aree di lavoro:
- ricerca e innovazione;
- infrastrutture;
- ecosistema quantum;
- spazio e tecnologie quantum a duplice uso (sicurezza e difesa);
- competenze nel quantum computing.
L’obiettivo di Bruxelles è chiaro: assumere entro il 2030 la leadership globale in materia, anche se la competizione è molto agguerrita. “Questi mi sembrano, onestamente, i soliti proclami con poca sostanza al momento, e bisognerà vedere i dettagli di cosa intende fare esattamente”, secondo Mariot.
“Dando un’occhiata alla roadmap generale, mi sembra più il solito tentativo di fare ‘catching up’ di Usa, invece di cercare di introdurre dei cambiamenti incisivi”, evidenzia Luca Mariot: “L’Europa, per esempio, non ha lo stesso ecosistema di innovazione, startup ed investimenti dal settore privato che hanno gli Usa“.
La tecnologia dual use europea
L’Europa ritiene che le tecnologie quantistiche siano alla svolta, pronte a uscire dai laboratori per fare il loro ingresso nelle applicazioni del mondo reale, soprattutto in ambito dual use, dove ai fini civili si affiancano quelli militari, di sicurezza e difesa cyber.
La Ue infatti mette il quantum computing fra le tecnologie cruciali nella strategia europea di sicurezza economica, citandola nel Libro bianco per la difesa europea – Prontezza 2030. Nel 2024 la Nato ha anche lanciato la Transatlantic Quantum Community con l’ambizione di diventare “un’alleanza transatlantica nel quantum computing”.
Già ad oggi l’informatica quantistica risolve problemi complessi in molti campi dalla logistica alla finanza, rimodellando i settori chiave e le infrastrutture sociali.
I limiti del Quantum Europe
Gli investimenti nelle tecnologie quantistiche sfiorano i 2 miliardi di euro, che vanno ad integrarsi con oltre 9 miliardi di finanziamenti pubblici aggiuntivi da parte degli Stati membri. Ma la Commissione propone anche un’iniziativa mirata, in tre fasi per la ricerca e l’innovazione di Quantum Europe.
Nel Piano, inoltre, “l’ecosistema quantistico europeo comprende circa 70 startup e scaleup, investitori deep-tech, organizzazioni di ricerca e innovazione, cluster nazionali di competenze e catene di approvvigionamento industriali“.
I limiti europei
Infine gli investimenti europei sono volti alla realizzazione di infrastrutture quantistiche come i sistemi di calcolo quantistico (e simulazione), comunicazioni quantistiche sicure (EuroQCI 24, quantum internet), oltre che di piattaforme di rilevamento quantistico (gravimetri quantistici, risonanza magnetica quantistica Q-MRI).
“Nel caso del quantum computing, tutto dipende dalla capacità dell’Europa di riuscire ad attrarre investimenti privati e talenti dall’estero“, sottolinea Luca Mariot.
Secondo Mariot, “se devo considerare il track record dell’Ue in questioni simili (vedi per esempio l’AI), mi sembra molto poco probabile che riesca a raggiungere l’obiettivo di diventare leader nel quantum computing in soli cinque anni”. Il traguardo del 2030 è dunque poco credibile, attualmente.
Il quantum computing in Italia: opportunità e problematiche
Ma se Bruxelles ha la sua roadmap, nel suo piccolo, l’Italia ha annunciato recentemente il piano di adozione di una strategia nazionale per le tecnologie quantistiche che individua 33 azioni da mettere a terra per aumentare la competitività italiana in questo campo.
Spaziano dal potenziamento della ricerca allo sviluppo di reti di comunicazione quantistica, dall’hardware destinato ala formazione ad hoc all’accesso a tecnologie critiche per le industrie italiane, fino a incentivi per l’adozione aziendale.
“L’ecosistema industriale nazionale resta ancora giovane, ma il Paese vanta già eccellenze accademiche e competenze in fotonica e comunicazione quantistica“, spiega Margherita Moroni dell’Osservatorio Quantum Computing & Communication: “La nascita della Q-Alliance in Lombardia, con IonQ e D-Wave pronte ad assumere 100 ricercatori perlopiù italiani, è un segnale positivo della rinnovata attrattività italiana“.
Presentato lo scorso 31 luglio da parte del Dipartimento per la trasformazione digitale, guidato dal sottosegretario all’Innovazione Alessio Butti, il piano delegherà la regia a un Polo nazionale della quantistica (con enti pubblici e aziende).
Q-Alliance in Lombardia: il ruolo di D-Wave è da verificare
Secondo Luca Mariot, “superficialmente, l’iniziativa potrebbe essere interessante ed andare nella direzione per quanto riguarda l’attrarre investimenti privati dall’estero”.
Ma c’è un grosso caveat che lascia perplesso l’esperto di di crittografia ed intelligenza artificiale che AgendaDigitale.eu ha intervistato. “Una delle due aziende che ha fondato la Q-alliance, in particolare D-Wave, è purtroppo famosa per fare dichiarazioni fuorvianti – quando non addirittura ingannevoli – sui propri progressi nel quantum computing”, mette in guardia Luca Mariot: “Basti sapere che la sua reputazione tra chi fa ricerca nel quantum computing è, nel migliore dei casi, molto controversa. Quindi, non mi pare che parta sotto i migliori auspici questo hub, ma magari mi sbaglio e andrà bene”.
Le cifre in gioco e i confronti con i Paesi europei
Inoltre prevede investimenti pari a 200 milioni di euro all’anno per un quinquennio, solo per cercare di raggiungere Francia e Germania (le cui strategie risalgono al 2021, rispettivamente con impegni pari a 1,8 e 2,5 miliardi di euro) o la Spagna (che ha varato quest’anno il suo piano da 800 milioni di euro).
Con le cifre stanziate, l’Italia punta a finanziare la ricerca (35%), realizzare infrastrutture per le aziende (30%), promuovere incentivi e venture capital (20%) e creare una filiera dei chip quantistici (15%).
Quantum computing: l’Italia, ponte fra Usa e Ue
Lo scorso luglio, nella cornice di Cernobbio, è stata svelata la Q-Alliance, un’alleanza, frutto del memorandum di D-Wave e IonQ, per fare della Lombardia “il più potente hub quantistico al mondo”, secondo i roboanti annunci del dipartimento italiano dell’Innovazione.
L’alleanza, un ecosistema aperto ed inclusivo, vanta la partecipazione del mondo scientifico indipendente, con cento ricercatori, soprattutto italiani, uniti in un progetto che mette insieme industria, mondo scientifico e accademico per spingere la ricerca nel quantum comoputing.
Le linee d’azione permetteranno di valorizzare le eccellenze italiane ed europee, per favorire la sinergia fra università, centri di ricerca e istituti con il supporto dei finanziamenti pubblici (Pnrr) a Pmi, startup e supply chain strategiche (con investimenti in data center e supercalcolo), oltre a tutelare la sicurezza nazionale tramite il passaggio alla crittografia post-quantum e all’uso di sistemi quantistici per proteggere i dati strategici.
Tuttavia, per passare dalle parole ai fatti, ora occorre trasformare le 72 pagine della strategia in una legge o in un omnibus. Il piano è al momento un bellissimo libro dei sogni, ma servono tempistiche, costi e modus operandi per la realizzazione e fare chiarezza.
La sovranità europea e il Quantum computing in Italia con investimenti Usa
Infine la Q-Alliance potrebbe in teoria entrare in conflitto con il piano della Ue a favore della sovranità europea.
Il ruolo ponte che l’Italia vuole ritagliarsi nelle tecnologie quantistiche potrebbe essere troppo sbilanciato sugli Usa, che godono già oggi di un vantaggio competitivo, a sfavore della Ue che vedrebbe investimenti europei (come il Pnrr) dirottati su progetti americani invece di finanziare il piano europeo per rendere l’Europa, dunque anche l’Italia più resiliente. E meno dipendente da Usa e Cina.
Tuttavia “accogliere questi investimenti, specialmente se orientati allo sviluppo locale, può rafforzare la crescita di competenze e tecnologie autoctone, in linea con gli obiettivi principali della strategia Ue“, secondo Margherita Moroni dell’Osservatorio Quantum Computing & Communication del Politecnico di Milano.
