È stato inaugurato e presentato lo scorso 29 maggio, presso il nuovo computer quantistico superconduttivo del Dipartimento di Fisica ‘E. Pancini’ dell’Università degli Studi di Napoli Federico II, il primo computer quantistico superconduttivo italiano. Il dispositivo, dotato di un processore a 24 bit quantistici (qbit) alloggiato all’interno di un criostato in grado di raggiungere temperature poco superiori a quelle delle zero assoluto, rappresenta un primo importante traguardo ottenuto nell’ambito delle attività di ricerca e sviluppo svolte e promosse da ICSC – Centro Nazionale di Ricerca i High Performance Computing, Big Data and Quantum Computing attraverso il proprio Spoke 10 ‘Quantum Computing’. Un risultato che giunge a riprova delle consolidate competenze nel settore della superconduttività su cui l’Università di Napoli, partner del Centro nazionale ICSC, può contare e che punta a estendere le capacità del laboratorio di tecnologie quantistiche dell’Ateneo Federiciano. Ad aprire l’evento di inaugurazione, che si chiuderà nella giornata di domani, anche gli interventi del Rettore dell’Università di Napoli del Matteo Lorito, del Sindaco di Napoli Gaetano Manfredi, dell’Assessore alla Ricerca, Innovazione e Startup della Regione Campania Valeria Fascione, del Responsabile del Settore ‘Quantum Computing’ della Commissione Europea Oscar Diez e del Presidente della Fondazione ICSC Antonio Zoccoli.
Basato su una delle più promettenti tecnologie su cui si stanno concentrando gli sforzi volti a realizzare e rendere disponibile il calcolo quantistico, il nuovo computer sfrutta l’alluminio e le basse temperature per determinare anche al livello macroscopico le proprietà quantistiche dei qubit, ovvero l’unità fondamentale d’informazione utilizzata nella computazione quantistica. Il calcolatore quantistico dell’Università di Napoli si avvale inoltre di sistemi di supporto sviluppati in collaborazione con aziende private ed è progettato per rispondere sia alle future esigenze della comunità scientifica che alle richieste del mondo industriale. Scopo principale del dispositivo e del laboratorio presentati nella giornata odierna è infatti favorire la creazione di una filiera italiana del calcolo quantistico, in cui la richiesta di hardware, software e competenze dedicate, siano soddisfatte internamente. Obiettivi che saranno perseguiti attraverso lo stesso approccio fondato sulla collaborazione tra settore pubblico e privato che ha garantito la realizzazione della prima piattaforma quantistica di calcolo superconduttiva italiana e che contraddistinguono anche la strategia e le finalità del Centro Nazionale ICSC.
“Questo processore”, illustra Francesco Tafuri, docente dell’Università Federico II di Napoli e responsabile del centro di computazione quantistica superconduttiva, “è un miracolo della creatività della natura e dell’ingegno dell’uomo e trasforma la capacità dei circuiti superconduttivi macroscopici di comportarsi secondo le leggi della meccanica quantistica in informazione quantistica. E’ un punto di partenza per contribuire alla creazione di applicazioni che usino computer quantistici per accelerare la soluzione di problemi attualmente irrisolvibili; per sviluppare hardware e strumenti software che facilitino il funzionamento di computer quantistici e la loro compatibilità operazionale con computer classici; per contribuire allo sviluppo di architetture scalabili più grandi e complesse; per aumentare competitività e autonomia italiana sul calcolo quantistico proteggendo impronta pubblica; per promuovere la scolarizzazione quantistica a partire dagli studenti universitari, garantendo uno strumento pubblico, libero ed indipendente alle imprese.”
Tra le attività che saranno svolte grazie all’utilizzo del primo calcolatore quantistico superconduttivo italiano, progetto finanziato dal Centro Nazionale ICSC con un contributo di 4,5 milioni di euro, anche quelle volte a potenziare il dispositivo attraverso un processore con 40 qubit, la cui installazione è prevista entro la fine del 2024, e a determinare la possibile integrazione tra piattaforme differenti su cui, insieme alla superconduttività, si stanno concentrando gli sforzi dello Spoke 10 ‘Quantum Computing’ di ICSC, che grazie a un budget complessivo di circa 20 milioni di euro, finanzia e coordina altri tre gruppi di ricerca italiani impegnati nello sviluppo e realizzazione del calcolo quantistico mediante tecnologie alternative. Una scelta che mira a incrementare la condivisione di attività e risultati e la probabilità di individuare le soluzioni sia hardware che software più promettenti.
“Il centro di computazione quantistica superconduttiva di Napoli”, spiegano Paolo Cremonesi e Simone Montangero, leader e co-leader dello Spoke 10 di ICSC, “opererà in sinergia con le restanti tre infrastrutture italiane dedicate allo sviluppo del calcolo quantistico finanziate dal Centro nazionale ICSC, ospitate presso le Università di Roma, Firenze e Padova, e dedicate rispettivamente allo sviluppo di tecnologie basate sull’impiego di fotoni, atomi freddi e ioni intrappolati. Disporre di facilities come quella inaugurata oggi risulta infatti di fondamentale importanza per la realizzazione, in collaborazione sia tra gli stessi gruppi di ricerca che con le industrie di settore, di chip quantistici diversi. Il lavoro che si concentra nello sviluppo degli hardware quantistici non esaurisce tuttavia le attività di ricerca dello Spoke 10, che abbraccia, anche all’interno del nuovo laboratorio di Napoli, tutti i restanti livelli del calcolatori quantistici, ovvero quello software, rappresentato dall’insieme degli algoritmi e la loro applicazione a problemi specifici, e quello middleware, costituito dalla componente software profonda e nascosta responsabile dell’effettivo controllo e manipolazione dei qubit”.
Il computer quantistico superconduttivo dell’Università Federico II di Napoli rappresenta perciò un fondamentale passo verso la costruzione di un ecosistema italiano competitivo nel settore del calcolo quantistico, sempre di più al centro degli investimenti e delle politiche strategiche europee e internazionali.
“Grazie agli importanti risultati tecnologici ottenuti negli ultimi anni, il calcolo quantistico sta velocemente affermandosi come nuovo paradigma per il calcolo ad alte prestazioni e, in virtù di ciò, come elemento che potrebbe abilitare i processi di scoperta e di innovazione con modalità e tempistiche che non avranno precedenti. Per questa ragione è indispensabile che l’Italia non si faccia trovare impreparata dall’avvento di questa nuova tecnologia partecipando con un ruolo da protagonista nel suo sviluppo. Proprio questo è uno degli obiettivi a cui mira l’attività del Centro Nazionale di ICSC, che, con la realizzazione del dispositivo e della nuova infrastruttura dedicata di Napoli, ha ottenuto un primo decisivo risultato in questa direzione”, conclude Antonio Zoccoli, presidente della Fondazione ICSC.
