L’talia sembra avere le carte in regola per guadagnare un’importante leadership nel campo della computazione quantistica a vantaggio dell’industria e della ricerca, dato il grande numero di ricercatori che nelle università italiane stanno lavorando sullo studio degli algoritmi quantistici.
Ma quali sono i pilastri su cui dovrà poggiare lo sviluppo di un’industria quantistica nazionale e quale potrà essere il suo ruolo nella trasformazione dell’Italia?
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Quantum computing, un’agenda per l’Italia
Il 4 maggio a Roma, durante l’evento “Quantum computing e Quantum Secure Communications: un’agenda per l’Italia” è stato presentato il white paper di Anitec-Assinform “Il Quantum Computing a supporto della Trasformazione Digitale Italiana”. Il documento è stato redatto con la collaborazione del Consiglio Nazionale delle Ricerche e ha visto contributi da esperti del settore di Eustema, IBM, Insiel, Italtel, Keylon, Leonardo, Lutech, Lutech Advanced Solutions e TIM.
Di cosa parliamo quando parliamo di quantum computer
I quantum computer sono un nuovo approccio alla computazione che sfrutta i fenomeni della meccanica quantistica per estendere il numero di problemi che riusciremo a risolvere usando l’informatica. Questi nuovi calcolatori non sostituiranno quelli attuali, ma li affiancheranno per l’esecuzione di operazioni che risultano impossibili da risolvere anche per i supercomputer più potenti al mondo. Ormai da alcuni anni sono disponibili i primi computer quantistici in cloud, che ad oggi non hanno ancora raggiunto una potenza adeguata per essere usati in produzione. Secondo i produttori di tecnologia e i ricercatori questo momento arriverà presto. È quindi fondamentale prepararsi oggi per poter avere i benefici di questi nuovi computer appena la tecnologia raggiungerà la maturità adeguata all’utilizzo.
Nel quadro di riferimento tracciato dal white paper emerge che i principali investitori in questa tecnologia sono gli Stati Uniti e la Cina: nel primo caso con maggiori contributi da parte delle aziende private, mentre nel secondo con un importante impegno governativo. Il panorama europeo è invece frazionato tra fondi dell’Unione Europea e piani di investimenti dei singoli stati, tra cui emergono la Germania e la Francia con stanziamenti superiori al miliardo di euro dedicati alle tecnologie quantistiche. In Italia i fondi dedicati a queste tecnologie sono da ricercarsi nel Centro Nazionale di HPC, Big Data e Quantum che è stato finanziato per circa 320 milioni euro da ripartire tra tutti gli ambiti di cui si occupa il Centro.
Lo studio di Anitec-Assinform riporta alcune proiezioni degli analisti che si aspettano la creazione di un mercato da oltre 500 miliardi di dollari quando la computazione quantistica arriverà a maturità. Questo ha spinto molte nazioni a pubblicare le loro strategie nazionali sulla tecnologia quantistica, come ad esempio il Regno Unito, l’Olanda e la Francia. Al momento l’Italia non ha ancora definito il suo piano strategico per lo sviluppo e lo sfruttamento di questa tecnologia.
I principali ambiti di utilizzo dei computer quantistici
Nella parte centrale del white paper vengono analizzati i principali ambiti di utilizzo dei computer quantistici. I ricercatori, infatti, hanno identificato principalmente tre aree in cui potrà avere importanti vantaggi:
- La simulazione di sistemi naturali, all’interno dei quali rientrano i processi chimici e lo studio di nuovi materiali.
- Gli algoritmi di intelligenza artificiale che hanno applicazioni sia in ambito di profilazione della clientela, sia in termini di analisi delle anomalie, per esempio nella ricerca di frodi.
- I problemi di ottimizzazione che hanno molti campi di applicazione dalla ricerca del miglior percorso in ambito trasporti all’ottimizzazione di un portafoglio titoli.
La maggior parte dei settori industriali sembrerebbe quindi poter beneficiare di questa tecnologia. Per il settore finanziario i casi d’uso più studiati sono l’analisi del rischio e l’ottimizzazione di portafoglio. In ambito sanitario, la possibilità di effettuare simulazioni più accurate delle molecole avrà importanti impatti sullo studio delle malattie e di nuovi farmaci.
Per i trasporti, l’ottimizzazione delle rotte avrà un importante impatto, mentre nel manifatturiero sarà possibile studiare nuovi materiali con maggior efficacia e rendere più efficienti le catene di approvvigionamento.
L’impatto sull’industria di questa tecnologia sarà quindi trasversale su tutti gli ambiti produttivi del paese.
Per poterne beneficiare però bisogna affrontare tre importanti sfide:
- Lo sviluppo di un hardware quantistico abbastanza potente da poter essere usato in produzione. L’Europa sta investendo molto sullo sviluppo di una tecnologia europea, ma al momento i computer quantistici più performanti sono stati sviluppati oltre oceano;
- La creazione di una piattaforma software per la programmazione dei computer quantistici;
- Lo studio di come utilizzare la computazione quantistica a vantaggio dell’industria e della ricerca.
È proprio su questo ultimo punto che l’Italia sembra avere le maggiori potenzialità per guadagnare un’importante leadership dato il grande numero di ricercatori che nelle università italiane stanno lavorando sullo studio degli algoritmi quantistici.
Sarà importante tener separate le tre sfide e non legare lo studio della applicazione industriale con lo sviluppo di una tecnologia locale perché l’uno potrebbe rallentare lo sviluppo dell’altra. È per questo che ad esempio la Germania, parallelamente agli investimenti per la creazione di un hardware nazionale, ha stretto una partnership con IBM per l’installazione di un computer quantistico su suolo tedesco gestito dal Fraunhofer Institute a vantaggio della ricerca applicata per la piccola e media industria.
Alcune linee guide per una strategia nazionale sulla computazione quantistica
Il white paper infine delinea alcune linee guide importanti per lo sviluppo di una strategia nazionale sulla computazione quantistica.
Il primo punto è sicuramente legato alla formazione e allo sviluppo di nuove professioni che saranno fondamentali per poter sfruttare la tecnologia quantistica nel prossimo futuro. All’interno del documento sono identificate tre figure professionali: il quantum scientist, il quantum engineer e il quantum developer.
Il secondo spunto riguarda l’importanza della collaborazione pubblico-privato per la creazione di un ecosistema virtuoso che permetta l’adozione della computazione quantistica nel modo più rapido.
Sarà infine centrale creare partnership con i principali player tecnologici per mettere a disposizione delle aziende italiane il meglio della tecnologia sul mercato.
Conclusioni
Quattro infine sono i pilastri su cui si deve poggiare lo sviluppo di un’industria quantistica nazionale secondo il white paper: la creazione di una nuova forza lavoro quantistica, l’avanzamento nella ricerca scientifica nell’ambito della computazione quantistica, l’implementazione di questa tecnologia in ambito industriale e la creazione di una infrastruttura che dia gli strumenti per primeggiare in Europa e nel mondo.
Molte sono le istituzioni pubbliche e private che sono chiamate a collaborare per costruire insieme la leadership del futuro su questa importante tecnologia.
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