È stato ufficialmente acceso questa mattina il primo computer quantistico IQM in Italia (sono solo 12 in tutto il mondo), che posizionerà il territorio all’avanguardia in Europa nel settore delle tecnologie quantistiche, frontiera della tecnologia di calcolo dei prossimi anni.

Si tratta di un computer quantistico a cinque qubit, a disposizione del mondo della ricerca dell’industria e della accademia acquisito grazie a una partnership tra Politecnico di Torino, Fondazione LINKS - ente strumentale di Fondazione Compagnia di San Paolo - e Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica – INRiM. Il sistema è stato installato nel data center del Politecnico di Torino ed è stato acquisito da IQM Quantum Computers, leader globale nella costruzione di computer quantistici.

L’introduzione dei computer quantistici – basati, cioè, sui principi della fisica quantistica – rappresenta una trasformazione radicale nel panorama della ricerca. Sono infatti basati non sui bit, ma sui qubit (quantum bit): questi computer non si programmano sfruttando il sistema binario dei circuiti elettronici – acceso o spento – ma tutte le possibilità intermedie. Se i bit possono essere solo 0 o 1 – consentendo così l’esecuzione di un’operazione alla volta – i qubit, grazie al principio della sovrapposizione, possono essere invece contemporaneamente sia 0 che 1. Unendo questa capacità dei qubit con l’apprendimento automatico, oggetto del Quantum Machine Learning, è quindi possibile eseguire molte operazioni simultaneamente, permettendo di esplorare in modo efficiente uno spazio di ricerca esponenzialmente complesso.

I computer quantistici garantiscono infatti, rispetto ai computer HPC (High Performance Computing) tradizionali, calcoli più complessi compiuti in tempi significativamente ridotti, e assicurano insieme un notevole risparmio di energia: un cambiamento che porterà, nel futuro, a innovazioni importanti in settori strategici quali la crittografia, la cybersecurity, l’intelligenza artificiale, la finanza, la farmacologia, la logistica e distribuzione, e molti altri ancora.

Si tratta di una strumentazione molto complessa e delicata. La macchina installata è dotata di un sistema criogenico avanzato che opera a una temperatura di circa 20 millikelvin, prossima allo zero assoluto (-273,15°C) e 100 volte più bassa dello spazio profondo. Tale temperatura è necessaria per garantire la coerenza quantistica dei qubit. All'interno del criostato, si crea quindi un ambiente ultra-isolato e controllato, che consente le condizioni ideali per il funzionamento di circuiti quantistici estremamente delicati.

L'intero sistema copre un'area di circa 4 metri quadri per 3 metri di altezza, la cui parte centrale è racchiusa in una schermatura che protegge il delicatissimo ambiente da vibrazioni e interferenze elettromagnetiche.

Questo progetto si avvale delle competenze già presenti presso i partner dell’iniziativa, che possono mettere in campo in questo settore oltre 30 esperti ed esperte tra personale docente e di ricerca, dottorandi e dottorande. A questi si aggiungono, a testimonianza di un interesse forte e in crescita rispetto a questo nuovo paradigma del computing, oltre 60 studenti e studentesse che hanno partecipato, a partire dal 2023, al Master in quantum computing o che si sono iscritti al corso di Ingegneria Quantistica del Politecnico.