La costruzione di infrastrutture per il quantum computing rappresenta uno dei passaggi più complessi e strategici nel percorso di maturazione delle tecnologie quantistiche. Nel corso del convegno Quantum Shift: the future starts now, organizzato dall’Osservatorio Quantum Computing & Communication del Politecnico di Milano, Alessia D’Orazio, Research Manager presso la Fondazione ICSC e rappresentante del Centro Nazionale di Supercalcolo, ha delineato una visione lucida del sistema italiano, mettendo in evidenza le sfide organizzative, tecniche e strategiche di una transizione che richiede coerenza, investimenti e una governance ben strutturata.
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L’infrastruttura quantistica del Centro Nazionale
D’Orazio spiega che il Centro Nazionale HPC, Big Data e Quantum Computing nasce con un obiettivo ambizioso: creare un’infrastruttura diffusa e federata, capace di connettere sedi e competenze diverse sul territorio italiano.
È un approccio che si discosta dai modelli tradizionalmente centralizzati del supercalcolo. La scelta della federazione risponde a due esigenze. La prima è valorizzare poli locali già consolidati, che dispongono di competenze rilevanti e di strutture esistenti su cui costruire capacità quantistiche. La seconda è creare un’architettura più resiliente e capace di crescere organicamente, evitando la concentrazione di tutto il capitale tecnologico in un unico punto.
D’Orazio insiste sul fatto che l’infrastruttura nazionale non è una semplice somma di nodi fisici, ma un sistema coordinato da una visione strategica comune. La federazione consente di integrare risorse classiche e quantistiche, creando un ecosistema in cui supercalcolo e tecnologie quantistiche non competono, ma si potenziano reciprocamente.
Supercomputer e macchine quantistiche: l’integrazione con Leonardo
Uno dei pilastri della strategia italiana riguarda la relazione tra supercalcolo e quantum computing. D’Orazio mette in evidenza il ruolo del supercomputer Leonardo, installato al Tecnopolo di Bologna, come elemento centrale di un’infrastruttura ibrida che integra macchine quantistiche basate su tecnologie differenti.
Nell’intervento viene citata l’integrazione di macchine fornite da IQM e Pasqal, due realtà internazionali che rappresentano approcci tecnologici eterogenei. Ciò riflette una scelta precisa: evitare un lock-in su una singola piattaforma e mantenere pluralità tecnologica. Secondo D’Orazio, questa diversificazione permette di sperimentare architetture diverse e di valutare quali soluzioni offriranno maggiore scalabilità e stabilità nei prossimi anni.
L’integrazione con Leonardo non è solo un’operazione tecnica. Richiede una convergenza tra modelli di calcolo classici e quantistici, una riflessione sulla gestione dei carichi e un lavoro costante sull’interoperabilità. Il quantum computing, per diventare utile, ha bisogno di lavorare in sinergia con HPC: non sostituisce il supercalcolo tradizionale, ma lo amplia, offrendo nuove modalità per affrontare problemi particolarmente complessi.
La sfida della scalabilità
D’Orazio sottolinea come la velocità dell’evoluzione quantistica crei un contesto complicato per chi deve costruire infrastrutture durature. Le tecnologie cambiano in tempi molto più brevi rispetto ai cicli di vita naturali delle infrastrutture scientifiche. Rendere queste piattaforme scalabili significa immaginare architetture aperte, capaci di integrare nuove tecnologie senza dover ricominciare da zero ogni due anni.
La gestione della scalabilità è anche un tema operativo. Il Centro Nazionale deve decidere quali macchine installare oggi, pur sapendo che potrebbero diventare rapidamente superate. È un equilibrio delicato che richiede collaborazione costante con industria, università e organismi di standardizzazione, per evitare investimenti non allineati ai trend internazionali.
Secondo D’Orazio, i primi passi sono stati compiuti, ma la sfida principale sarà mantenere continuità negli investimenti per accompagnare la crescita della tecnologia.
Un’infrastruttura che deve essere utile: la centralità delle competenze
D’Orazio insiste su un punto fondamentale: l’infrastruttura, per quanto avanzata, deve essere usata. L’adozione dipende dalla disponibilità di competenze. Senza una comunità di ricercatori, ingegneri e sviluppatori in grado di utilizzare le piattaforme quantistiche, anche la migliore infrastruttura rischierebbe di restare sottoutilizzata.
Per questo il Centro Nazionale investe in formazione, mettendo in campo attività che coinvolgono studenti, dottorandi e professionisti. La strategia non si limita a insegnare linguaggi o strumenti, ma punta a creare una cultura condivisa sulle potenzialità e i limiti del quantum computing. D’Orazio afferma che solo con una comunità preparata sarà possibile trasformare gli investimenti infrastrutturali in reale capacità competitiva.
In parallelo, viene sviluppata una rete di partnership con università e imprese per accelerare la diffusione delle conoscenze. Una delle priorità è evitare che la complessità tecnica delle macchine quantistiche crei un divario tra chi può accedervi e chi resta escluso. La formazione, dunque, non è un elemento accessorio, ma parte integrante dell’infrastruttura stessa.
L’importanza del coordinamento e della governance
La governance occupa un ruolo centrale nell’intervento di D’Orazio. Una federazione di risorse distribuite richiede un coordinamento continuo, capace di garantire coerenza nelle decisioni tecniche, negli investimenti e nelle priorità. La frammentazione è un rischio concreto: senza un organismo che definisca obiettivi condivisi, ogni nodo potrebbe muoversi in modo autonomo, rallentando la costruzione dell’infrastruttura quantistica nazionale.
D’Orazio evidenzia che la governance del Centro Nazionale mira a bilanciare visione centrale e valorizzazione delle specificità territoriali. È un modello complesso, che deve funzionare senza rigide gerarchie ma con processi chiari, capacità di coordinamento tra soggetti diversi e una visione tecnologica coerente. L’obiettivo è evitare duplicazioni, massimizzare l’impatto degli investimenti e assicurare che ogni tassello contribuisca allo sviluppo complessivo della capacità quantistica nazionale.
Una filiera in costruzione
Nel descrivere le dinamiche attuali, D’Orazio mette in evidenza un punto importante: la filiera italiana del quantum computing è in costruzione. Alcune competenze sono solide, soprattutto nell’hardware fotonico, nei materiali avanzati e nelle architetture ibride, ma per consolidare un ecosistema servono più di singoli progetti. Occorre un’infrastruttura stabile, investimenti continuativi, un disegno industriale e la capacità di attrarre talenti.
L’intervento suggerisce che il Paese si trova in una posizione intermedia. Da un lato mostra lucidità strategica e ottimi poli accademici; dall’altro deve affrontare ritardi industriali e una competizione globale serrata. Le infrastrutture per il quantum computing diventano quindi un elemento essenziale per colmare questo divario, ma non potranno farlo senza un contesto più ampio capace di sostenerle.
Secondo D’Orazio, la chiave sarà mantenere la collaborazione tra pubblico e privato, evitare la dispersione dei fondi e rafforzare la capacità di tradurre gli investimenti in applicazioni reali.
