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La corsa alla supremazia quantistica sembra proprio essere entrata in una fase di sprint. Con le recenti novità annunciate a gran voce da Google, IBM, Microsoft e Amazon, il settore sta puntando a un traguardo che fino a pochi anni fa sembrava distantissimo o addirittura irraggiungibile: la costruzione di un computer quantistico su larga scala, capace di risolvere problemi computazionali che vanno al di là della portata dei supercomputer classici.

Il principio fondamentale: qubit e calcolo quantistico

A differenza dei calcolatori tradizionali, che operano con bit binari, i computer quantistici utilizzano qubit, che – per dirla in una frase – possono consistere di una sovrapposizione di stati grazie ai principi della meccanica quantistica. Questo consente di eseguire operazioni su una scala di tutt’altro ordine di grandezza rispetto ai computer convenzionali. Tuttavia, i qubit sono estremamente instabili e soggetti a errori, il che rappresenta la principale sfida nel rendere questa tecnologia realmente applicabile.

Per affrontare questi problemi, i centri di ricerca e le aziende stanno esplorando diversi approcci, tra cui la correzione d’errore tramite codici quantistici, l’uso dei cosiddetti qubit topologici e l’integrazione di hardware avanzato per migliorare la coerenza quantistica, ossia il tempo di sopravvivenza di un qubit. In parallelo alle innovazioni tecnologiche, le questioni economiche giocano un ruolo fondamentale: il quantum computing richiede ingenti investimenti e modelli di business che possano giustificare le enormi spese di ricerca e sviluppo, da cui si comprende come mai il panorama sia dominato dalle solite big tech, seguite da uno sciame di startup, scaleup e imprese che lavorano su tutto ciò che sta intorno al core computazionale. Per questa volta, diamo uno sguardo a quel che stanno facendo le big.

Il panorama attuale: le strategie dei colossi del settore

Google ha recentemente presentato Willow, un chip quantistico che ha segnato un avanzamento nella correzione degli errori. La sua architettura ha dimostrato che aggiungere più qubit fisici può ridurre il tasso di errore, invertendo un paradigma da tempo radicato nel settore. Secondo Google, Willow è in grado di risolvere problemi che richiederebbero ai supercomputer più potenti di oggi un tempo più lungo dell’età dell’universo. Sebbene il risultato sia ancora teorico, sarebbe un bel passo in avanti nella scalabilità del calcolo quantistico. L’azienda ha anche annunciato nuovi investimenti in infrastrutture per il quantum computing, con la costruzione di un centro di ricerca da 1 miliardo di dollari dedicato alla realizzazione di un computer quantistico che possa avere applicazioni commerciali entro il 2029 (tutte le date sono da prendere con le molle, al momento).

IBM continua a essere un protagonista chiave nel settore, con un focus su processori quantistici modulari. Il suo chip Condor è attualmente il secondo più grande mai costruito, mentre Heron, con 133 qubit, riduce significativamente il tasso di errore. IBM ha optato per un approccio basato sulla mitigazione degli errori anziché la tradizionale correzione, concentrandosi sulla qualità delle operazioni quantistiche e sulla scalabilità attraverso architetture modulari. L’azienda ha inoltre annunciato una roadmap dettagliata per i prossimi anni, con l’obiettivo di raggiungere i 1.000 qubit operativi già entro il 2026. Il modello di business prevede l’integrazione dei computer quantistici con il cloud computing, permettendo alle aziende di accedere a risorse quantistiche senza dover possedere fisicamente l’hardware.

Microsoft ha intrapreso un percorso differente con lo sviluppo di qubit topologici, una tecnologia che potrebbe garantire maggiore stabilità grazie all’uso di stati quantistici protetti. Il suo più recente chip, Majorana 1, sfrutta stati di materia che non appartengono a solidi, liquidi o gas, potenzialmente migliorando la resistenza agli errori senza sofisticati sistemi di correzione. Tuttavia, parecchi esperti si sono espressi ritenendo che questa tecnologia sia ancora in una fase sperimentale, dunque difficile da valutare. Dal punto di vista economico, Microsoft si sta concentrando anche su un ecosistema di sviluppo software per il quantum computing, con strumenti come Azure Quantum. Questo approccio permette alle aziende di iniziare a sperimentare algoritmi quantistici senza dover investire direttamente in hardware.

Da ultima, ma non certo per importanza, Amazon Web Services (AWS) ha annunciato il chip Ocelot, basato su qubit superconduttori e focalizzato sulla riduzione degli errori quantistici fino al 90% rispetto ai metodi convenzionali. L’integrazione di tecnologie come i cosiddetti cat qubits (in onore del gatto di Schrödinger) e la compatibilità con i processi di produzione dell’industria elettronica potrebbero accelerare l’adozione del quantum computing su scala commerciale, in particolare tramite soluzioni cloud-based. Amazon ha anche sviluppato servizi come Braket, una piattaforma che consente alle aziende di eseguire simulazioni quantistiche su hardware classico e accedere a computer quantistici reali tramite cloud. Questo modello riduce i costi iniziali e permette – secondo le strategie di marketing – una più ampia diffusione delle tecnologie quantistiche nel settore ICT.

Tecnologie quantistiche e doverose cautele

Nonostante i progressi indubbi e significativi, il settore è ancora lontano dalla realizzazione di un vero e proprio computer quantistico in grado di funzionare senza errori e per tempi sufficientemente lunghi da essere utile su scala industriale. La tecnologia è ancora nelle fasi iniziali, dunque al di là degli annunci mediatici non vanno dimenticati i rischi di hype e di generare aspettative irrealistiche.

Dal punto di vista economico, comunque, il quantum computing sta attirando miliardi di dollari in investimenti, sia da parte di aziende private sia di governi. L’Unione Europea ha stanziato oltre un miliardo di euro per il Quantum Flagship, mentre la Cina sta investendo massicciamente in ricerca quantistica con l’obiettivo dichiarato di diventare leader mondiale nel settore. Anche gli Stati Uniti hanno intensificato i finanziamenti, con iniziative come il National Quantum Initiative Act, e le Nazioni Unite – nella ricorrenza dei 100 anni dallo sviluppo della Meccanica quantistica – ha ufficialmente dichiarato il 2025 Anno Internazionale della Scienza e della Tecnologia Quantistica (IYQ2025).

L’elenco delle sfide da superare resta comunque lunghissimo. Il costo di sviluppo dei chip quantistici è estremamente elevato e la domanda di applicazioni pratiche è ancora limitata. Il mercato delle tecnologie quantistiche potrebbe esplodere nei prossimi dieci anni (difficilmente più in fretta), ma solo se si riuscirà a dimostrare un chiaro vantaggio economico rispetto alle soluzioni classiche. Ma c’è una grossa notizia di fondo: gli sviluppi degli ultimi mesi indicano che il quantum computing sta superando barriere storiche, aprendo la strada a nuove applicazioni nella chimica computazionale, nella crittografia e nell’intelligenza artificiale. A dominare la scena sarà chi saprà trasformare questi prototipi in soluzioni accessibili e scalabili per l’industria ICT.