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Rivista Research*eu

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Un salto quantico per la ricerca cardine europea

Fino a qualche anno fa, le tecnologie quantistiche erano relegate all’ambito della fantascienza e alle menti impulsive dei fisici che erano determinati a trasferirle dal regno della teoria alla sfera del reale. Ad oggi, le aspettative sono estremamente alte riguardo al futuro approdo dei primi supercomputer quantistici nei prossimi anni e si pensa che possano potenzialmente fare la loro comparsa addirittura prima della fine del decennio in corso.

«Se non sei completamente confuso dalla meccanica quantistica, non la capisci» – John Archibald Wheeler, fisico teorico

I computer quantistici sono senza dubbio la tecnologia più visibile della rivoluzione quantistica emergente, ma cosa sono? L’indizio risiede nel nome: un computer quantistico utilizza le leggi della meccanica quantistica, una teoria che descrive i fenomeni fisici su scala atomica. Esse permettono a una specifica particella, quale un atomo, di esistere contemporaneamente in uno stato diverso e ciò è noto come «sovrapposizione». Da un punto di vista pratico, il computer quantistico surclassa un computer convenzionale poiché quest’ultimo utilizza i bit per codificare l’informazione, che possono assumere la forma di un solo valore, 0 o 1, mentre il computer quantistico utilizza i qubit che possono contemporaneamente essere 0 e 1. Inoltre, quando due qubit interagiscono, non sono più completamente indipendenti e sono dunque in uno stato «intrecciato». Perché tutto questo riveste un ruolo così importante? Ciò è dovuto al fatto che un computer quantistico, grazie sia alla sovrapposizione che all’intreccio, abbia teoricamente accesso a tutti i possibili risultati di un calcolo in un unico passaggio, un’impresa pressoché impossibile per un computer tradizionale poiché quest’ultimo è costruito in modo da elaborare le informazioni separatamente e, quindi, una alla volta. Ciò rende il computer quantistico straordinariamente più potente, facendo mangiare la polvere ai suoi cugini tradizionalisti. Tuttavia, il contributo offerto dalle tecnologie quantistiche non si limita esclusivamente alla semplice potenza di calcolo: i ricercatori di tutta Europa si stanno impegnando a utilizzare e applicare gli effetti quantistici al fine di ottenere livelli prestazionali nonché abilità sostanzialmente superiori in diversi ambiti, quali: comunicazioni, settore medico e scienze della vita, metrologia, robotica e intelligenza artificiale (IA), tecnologie di simulazione e sicurezza informatica, solo per citarne alcuni. Proprio in virtù dell’aspettativa che prevede la diffusione delle tecnologie quantistiche in molti sistemi e settori su cui facciamo attualmente affidamento, l’UE considera le tecnologie quantistiche un settore di grande importanza strategica per governi, imprese e cittadini. Ovviamente, risulta assolutamente necessario sostenere ricerche innovative per far sì che l’Europa conquisti una posizione dominante a livello internazionale nello sprigionare la potenza delle tecnologie quantistiche. Fortunatamente, l’Europa ha già alle spalle 20 anni di eccellenza dedicati ad attività di ricerca in questo campo. Facendo tesoro di questo retaggio, i finanziamenti dell’UE finalizzati alla ricerca in ambito quantistico continuano ad avere una priorità elevata attraverso il programma Orizzonte 2020. I finanziamenti dell’UE per la ricerca stanno sostenendo numerosi progetti a livello europeo e molti di questi si sono prefissati l’obiettivo di portare sul mercato applicazioni commerciali. L’UE ha inoltre istituito l’iniziativa faro delle tecnologie quantistiche, un’iniziativa per la ricerca e l’innovazione della durata di 10 anni iniziata nel 2018 che prevede un finanziamento dell’ammontare di 1 miliardo di euro nel corso del suo ciclo di vita. Sebbene ci piacerebbe presentare dozzine di progetti relativi a questo ambito così eccitante, come al solito abbiamo spazio solo per sette di essi nei nostri contenuti speciali, ma speriamo che possano offrire ai nostri lettori una buona istantanea di come la rivoluzione quantistica stia già iniziando a svilupparsi e a dare i propri frutti. Saremo lieti di ricevere le vostre opinioni. Potete inviare domande o suggerimenti a: editorial@cordis.europa.eu.

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