L'Italia segna un passo significativo nel panoramatecnologico con l'introduzione di Qolossus 2.0, il primo computer quantistico fotonico nazionale. Questo sistema, sviluppato presso la Sapienza Università di Roma, si inserisce nell'ambito del PNRR ICSC, il Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing. L'iniziativa non rappresenta solamente un prototipo scientifico, ma delinea una potenziale traiettoria industriale per una tecnologia che, finora, è stata dominata da architetture a superconduttori, ioni intrappolati e atomi neutri.
Il progetto mira a consolidare la posizione italiana nel settore del calcolo quantistico, offrendo un'alternativa strategica ai modelli esistenti.
Qolossus 2.0: il ruolo della fotonica nel calcolo quantistico
Il tratto distintivo di Qolossus 2.0 risiede nell'utilizzo dei fotoni, ovvero quanti di luce, come unità fisiche per elaborare informazione quantistica. In un computer quantistico fotonico, i circuiti integrati ottici guidano e manipolano singoli fotoni all'interno di chip appositamente progettati per eseguire operazioni logiche. Questo approccio offre due vantaggi rilevanti rispetto ad altre soluzioni: la capacità di operare senza la necessità di temperature criogeniche estreme e una maggiore compatibilità con le reti di comunicazione quantistica, che utilizzano anch'esse la luce per trasferire informazione.
Questa caratteristica rende la fotonica particolarmente promettente per lo sviluppo di future infrastrutture quantistiche.
Il progetto è coordinato dal Quantum Lab della Sapienza, guidato da Fabio Sciarrino, e coinvolge l'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del CNR di Milano e l'Università di Pavia. Il cuore tecnologico del sistema è un processore fotonico realizzato in Italia, basato su circuiti ottici in vetro scritti con impulsi laser ultrabrevi. Questo è un dettaglio cruciale: la competizione quantistica non si limita agli algoritmi, ma si estende alla capacità di costruire l'hardware, incluse sorgenti di fotoni, chip e sistemi di controllo, lungo una filiera nazionale. Tale capacità è essenziale per garantire l'autonomia tecnologica del paese.
Dalla ricerca alla strategia tecnologica
La strategia che sottende a Qolossus 2.0 è ampia e riflette un approccio lungimirante. Il sistema è parte integrante dello Spoke 10 “Quantum Computing” del Centro ICSC, che ha sostenuto anche piattaforme basate su tecnologie superconduttive, atomi freddi e ioni intrappolati. Questo pluralismo tecnologico è un elemento chiave: nel campo del quantum computing, non esiste ancora un'architettura universalmente riconosciuta come vincente. Puntare su più strade riduce significativamente il rischio di dipendenza da un'unica piattaforma e favorisce l'innovazione su più fronti, permettendo all'Italia di esplorare diverse vie promettenti.
Il computer quantistico fotonico della Sapienza è in grado di processare sia qubit che qudit, ovvero stati quantistici a dimensione più alta rispetto al bit quantistico tradizionale.
I qudit, in particolare, possono codificare una maggiore quantità di informazione nello stesso elemento fisico, sebbene la loro gestione richieda un controllo sperimentale molto preciso. È proprio in questo ambito che la ricerca italiana mira a distinguersi: l'obiettivo non è solo inseguire la scala dei grandi player internazionali, ma sviluppare competenze profonde su componenti, integrazione e protocolli, contribuendo in modo significativo all'avanzamento della tecnologia quantistica a livello globale.
Impatto: energia, reti e sovranità digitale
L'innovazione rappresentata da Qolossus 2.0 ha implicazioni significative per il futuro tecnologico dell'Italia. La capacità di sviluppare autonomamente hardware quantistico e di esplorare nuove architetture come quella fotonica è cruciale per la sovranità digitale del paese.
Questo approccio non solo potenzia la ricerca e l'industria nazionale, ma apre anche nuove prospettive per applicazioni in settori strategici come l'energia e le reti di comunicazione, rafforzando la posizione dell'Italia nel panorama globale dell'innovazione quantistica e riducendo la dipendenza da tecnologie esterne.
