I miracoli della fisica quantistica. Leonardo apre a nuovi scenari

Dai transistor al teletrasporto, la sfida non si ferma. E il gruppo Leonardo allarga ancora la sua rete di ricerca.

Rimasta per alcuni decenni dominio del solo mondo accademico, la fisica quantistica vive oggi una straordinaria ribalta. I princìpi fisici che la regolano sono stati scoperti nella prima metà del ‘900 e nella seconda metà del secolo scorso hanno dato vita a grandi invenzioni come i transistor, i laser, i superconduttori, la fibra ottica.

I miracoli della fisica quantistica. Leonardo apre a nuovi scenari

Ma il punto di svolta è ora nella implementazione delle prospettive più avveniristiche come l’entanglement o il teletrasporto quantistico, tra i concetti più sorprendenti di questa branca della fisica, tanto che ad oggi si parla di seconda rivoluzione quantistica. Cresce l’interesse di paesi, aziende, centri di ricerca e accademie per l’impatto che la tecnologia ha ma soprattutto potrà avere in molti ambiti di applicazione, aprendo a nuovi scenari, talvolta inimmaginabili.

UN NETWORK STRAORDINARIO
Un fermento quello che circonda le tecnologie quantistiche che vede Leonardo, player globale nell’aerospazio difesa e sicurezza, in prima linea nello studio delle sue potenzialità. Non è un caso che l’azienda, nell’ambito della rete di ricerca dei Leonardo Labs, ha dato vita ad un laboratorio dedicato. Costituito da un gruppo di lavoro che a fine 2022 conterà 11 ricercatori; competenze ancora difficili da reperire in un’area che è appannaggio di pochi atenei sul territorio nazionale. Il polo è orientato allo studio e alle applicazioni di 4 linee di ricerca: quantum computing, quantum communication, quantum imaging and radar, quantum sensing.

Un network che si relaziona con realtà nazionali di primo piano nel settore, dall’Università Federico II di Napoli al Politecnico di Milano, dall’Università di Padova a l’IIT (Istituto Italiano di Tecnologia), solo per citarne alcune. Un’area in espansione è soprattutto quella del quantum computing, grazie all’infrastruttura di supercalcolo davinci-1, l’HPC di Leonardo basato a Genova. Qui i ricercatori stanno lavorando principalmente sulla capacità di simulare su una macchina tradizionale un computer quantistico. Attraverso i test effettuati davinci-1 è in grado di emulare 47 qubits (da quantum bit, ossia l’unità di informazione quantistica).

ORIZZONTI INFINITI
Ma cosa rappresenta la rivoluzione quantistica nel supercalcolo? Significa ampliare le soluzioni tanto da rendere possibile con un solo colpo di clock l’esecuzione di un programma. In sintesi la capacità di eseguire un’operazione in tempi infinitamente più rapidi e in maniera più efficace rispetto a sistemi di calcolo tradizionale che oggi funzionano manipolando bit in uno dei due stati, 0 o 1. Un limite non presente nella computazione quantistica.

“Nello specifico in Leonardo l’obiettivo non è sviluppare, quindi avere in casa, un computer quantistico – sottolinea Alessandro Massa, responsabile dei Leonardo Labs – ma, consapevoli che il futuro va in questa direzione, traguardare delle soluzioni ibride di calcolo quantistico e tradizionale. Per arrivare, in un prossimo futuro, a creare una macchina a circuiti fotonici che permetta di sviluppare un chip quantistico, quindi di dimensioni infinitamente minori, da impiegare, ad esempio, per i velivoli”.

Un passo importante riguarda poi il settore delle comunicazioni, una sfida tra le più affascinanti che suscita grande interesse a livello europeo e si riflette nella nascita di iniziative dedicate. Tra queste EuroQCI, il consorzio, di cui Leonardo è parte, volto a progettare la futura rete europea di comunicazione quantistica. Obiettivo è consentire comunicazioni ultrasicure tra infrastrutture critiche e istituzioni governative, integrando le tecnologie e i sistemi quantistici nelle reti di comunicazione terrestre in fibra ottica, incluso un segmento spaziale, per assicurare una copertura completa in tutta l’Unione europea e in altri continenti.

“La rivoluzione quantistica – ribadisce Massa – vive oggi un momento di grande espansione e, come l’Intelligenza Artificiale, ambito di ricerca più consolidato, si sente la necessità nel Paese di un coordinamento più strutturato, con un impegno chiaro che non sia limitato ad iniziative private. La necessità è disporre di macchine quantistiche a livello nazionale senza appoggiarsi ad altri paesi, sviluppare insomma un ecosistema dell’hardware che ci renda indipendenti”.

SPAZIO AI GIOVANI TALENTI
In Leonardo c’è questa consapevolezza, che va di pari passo con la necessità di “scovare” giovani talenti che possano contribuire, nei Labs, a fare ricerca e sviluppo per affrontare la “sfida quantistica”. Nel laboratorio dedicato infatti si lavora a pieno ritmo anche nel settore delle tecnologie quantum applicate alla radaristica.

“Stiamo lavorando su imaging e radar – aggiunge Massa – in scenari futuri si prevede di applicare le tecnologie quantum a sistemi di sensing che superino gli attuali sistemi elettroottici e radar, quindi di vedere letteralmente dietro un ostacolo. La scommessa è quella di riuscirci grazie all’entanglement. Possiamo arrivare a prestazioni veramente disruptive”. Rimane il nodo delle competenze specialistiche, linfa vitale per proseguire in questo percorso.

“In Leonardo – conclude Massa – abbiamo un bando ancora aperto per trovare giovani ricercatori da inserire nel circuito dei Labs, con un’applicazione disponibile sul nostro sito internet. Vogliamo arrivare a 200 risorse da inserire entro il 2023. Le competenze su cui ci stiamo concentrando riguardano soprattutto l’area quantum ma anche l’Intelligenza Artificiale e i Big Data. L’obiettivo è dedicare risorse alla ricerca e allo sviluppo di nuove tecnologie in ambiti strategici per Leonardo che rappresentano l’avanguardia dell’innovazione, con uno sguardo sempre attento alla sostenibilità”.

Pubblicato il - Aggiornato il alle 16:09
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