Per liberare il potere trasformativo del quantum, l'UE deve sviluppare un vero e proprio ecosistema quantistico europeo che si basi sulla sua tradizione di eccellenza nella ricerca quantistica.
© Commissione europea
Cos'è il quantum
Nei prossimi anni, le tecnologie quantistiche renderanno possibile fare cose che semplicemente non possono essere fatte oggi. Con quantum, saremo in grado di guardare molto sotto terra o sotto il mare ed eseguire compiti computazionali complessi, come la modellazione di reazioni biomolecolari e chimiche, che i supercomputer più potenti non possono attualmente gestire. Quantum ci aiuterà a inviare informazioni sensibili in modo sicuro ovunque e a diagnosticare le malattie in modo più rapido e accurato guardando all'interno delle cellule.
Nella prima rivoluzione quantistica all'inizio del XX secolo, gli scienziati hanno imparato a comprendere e applicare le proprietà della meccanica quantistica: le interazioni di molecole, atomi e particelle ancora più piccole come fotoni ed elettroni. Questo alla fine ha permesso loro di creare transistor, laser e microprocessori: tecnologie fondamentali per computer, telecomunicazioni, navigazione satellitare, smartphone, diagnostica medica moderna e molto altro.
Ora, la seconda rivoluzione quantistica è in corso. I ricercatori possono rilevare e manipolare le singole particelle e le loro proprietà fisiche e interazioni e costruire nuove tecnologie e sistemi che fanno uso delle proprietà della meccanica quantistica sottostante. Questi sviluppi hanno portato a importanti progressi tecnici in molti settori diversi, tra cui l'informatica quantistica, i sensori, le simulazioni, la crittografia e le telecomunicazioni.
Un'intera generazione di nuove tecnologie con il potenziale per un impatto economico e sociale di vasta portata sta iniziando a emergere nei principali settori di applicazione quantistica: calcolo e simulazione quantistici, comunicazione quantistica, rilevamento quantistico e metrologia. Alcuni sono già in fase di sviluppo, mentre molti altri saranno sviluppati nei prossimi anni. Il potenziale del quantum è enorme e tutte le principali regioni del mondo stanno investendo pesantemente in questo campo altamente strategico. La strategia dell'UE per il decennio digitale mira pertanto a far sì che l'Europa disponga del suo primo supercomputer con accelerazione quantistica entro il 2025, aprendo la strada a capacità quantistiche all'avanguardia entro il 2030. La normativa europea sui chip comprende anche misure volte a promuovere la produzione a basso costo e in volumi elevati di chip quantistici nell'UE, in modo che possano alimentare un'intera gamma di dispositivi quantistici innovativi.
Il 5 dicembre 2023 la presidenza spagnola del Consiglio dell'UE ha lanciato una dichiarazione che gli Stati membri dell'UE stanno firmando per indicare che riconoscono l'importanza strategica delle tecnologie quantistiche per la competitività scientifica e industriale dell'UE e si impegnano a collaborare allo sviluppo di un ecosistema di tecnologia quantistica di livello mondiale in tutta Europa, con l'obiettivo ultimo di rendere l'Europa la "valle quantistica" del mondo, la regione leader a livello mondiale per l'eccellenza e l'innovazione quantistiche.
L'ammiraglia delle tecnologie quantistiche
L'Europa vanta una lunga tradizione di eccellenza nella ricerca quantistica. Ora è fondamentale sviluppare una solida base industriale che si basi su questa tradizione. Senza sforzi coordinati di ricerca e finanziamento a livello europeo, l'Europa rischierebbe di rimanere indietro rispetto ai suoi concorrenti globali.
Per rispondere a questa sfida, nel 2018 è stata lanciata la Quantum Technologies Flagship. Si tratta di un'iniziativa di ricerca su vasta scala e a lungo termine, con un bilancio di 1 miliardo di euro finanziato dall'UE, che riunisce istituti di ricerca, industria e finanziatori pubblici, consolidando ed espandendo la leadership scientifica europea e l'eccellenza in questo campo.
Computazione quantistica
Nell'ambito dell'impresa comune europea per il calcolo ad alte prestazioni (impresa comune EuroHPC), la Commissione prevede ora di costruire computer quantistici pilota all'avanguardia. Questi computer fungeranno da acceleratori interconnessi con i supercomputer dell'impresa comune, formando macchine "ibride" che combinano il meglio delle tecnologie informatiche quantistiche e classiche.
Nell'ottobre 2022 l'impresa comune EuroHPC ha annunciato la selezione di sei siti in tutta l'UE per ospitare i primi computer quantistici europei, che saranno integrati nei supercomputer EuroHPC. Questi computer quantistici di nuova acquisizione si baseranno su una tecnologia europea puramente all'avanguardia e saranno ubicati in siti in Cechia, Germania, Spagna, Francia, Italia e Polonia. L'investimento ammonta a 100 milioni di euro, di cui il 50% proveniente dall'UE e il 50% da 17 dei paesi partecipanti all'impresa comune EuroHPC.
Questo sarà il primo passo verso la realizzazione di un'infrastruttura europea di calcolo quantistico, che sarà accessibile agli utenti europei della scienza e dell'industria attraverso il cloud su base non commerciale. Questa infrastruttura sarà dedicata ad accelerare la creazione di nuove conoscenze e soluzioni alle sfide sociali globali. Grazie alla sua enorme capacità di calcolo, affronterà complessi problemi di simulazione e ottimizzazione, in particolare nello sviluppo di materiali, nella scoperta di farmaci, nelle previsioni meteorologiche, nei trasporti e in altri problemi del mondo reale di grande importanza per l'industria e la società.
Infrastruttura europea di comunicazione quantistica (EuroQCI)
Dal giugno 2019 tutti i 27 Stati membri dell'UE hanno firmato la dichiarazione EuroQCI, accettando di collaborare, con la Commissione e con il sostegno dell'Agenzia spaziale europea, allo sviluppo di un'infrastruttura di comunicazione quantistica che copra l'intera UE (EuroQCI).
Rilevamento quantistico
In diversi campi, i sensori quantistici sono già in grado di offrire prestazioni e precisione notevolmente migliorate rispetto ai loro equivalenti classici. La Commissione sta investendo in infrastrutture paneuropee di rilevamento quantistico che collegheranno questi sensori e ne sfrutteranno il potenziale, compresa una rete di gravimetri quantistici, sia fissi che montati su vettori mobili come droni o navi, che monitoreranno le risorse sotterranee e subacquee e l'attività vulcanica, svolgeranno compiti di osservazione della Terra e altro ancora. Questa rete sarà collegata a una prevista infrastruttura europea di gravimetria spaziale, che consentirà di effettuare misurazioni ancora più precise con il supporto di tecnologie spaziali.
