QUANTUM: che cosa è, a cosa serve

15/11/2021 2181

Nei prossimi anni, le tecnologie quantistiche renderanno possibile fare cose che oggi semplicemente non si possono fare. E per sbloccare il potere di trasformazione della quantistica, l'UE punta a sviluppare una solida base industriale che si basi sulla sua tradizione di eccellenza nella ricerca quantistica. Per vincere questa sfida è stata lanciata la Quantum Technologies Flagship


QUANTUM: che cosa è, a cosa serve

La quantistica alla base dell'innovazione del futuro

Nei prossimi anni, le tecnologie quantistiche renderanno possibile fare cose che oggi semplicemente non si possono fare.

Con la quantistica, potremmo essere in grado di guardare molto sotto terra o sotto il mare ed eseguire compiti computazionali complessi, come la modellazione di reazioni biomolecolari e chimiche, che i supercomputer più potenti attualmente non sono in grado di gestire.

Quantum ci aiuterà a inviare informazioni sensibili in modo sicuro ovunque e a diagnosticare le malattie in modo più rapido e accurato guardando all'interno delle cellule.

Nella prima rivoluzione quantistica all'inizio del ventesimo secolo, gli scienziati hanno imparato a comprendere e applicare le proprietà della meccanica quantistica: le interazioni di molecole, atomi e persino particelle più piccole come fotoni ed elettroni. Questo alla fine ha permesso loro di creare transistor, laser e microprocessori: tecnologie fondamentali per computer, telecomunicazioni, navigazione satellitare, smartphone, moderna diagnostica medica e molto altro. 


Che cosa sono i computer quantistici

Il calcolo quantistico sfrutta i fenomeni della meccanica quantistica per offrire un enorme balzo in avanti nel calcolo per risolvere determinati problemi. I dispositivi che eseguono calcoli quantistici sono noti come computer quantistici.

I computer quantistici consentono di rappresentare e manipolare l’informazione non tramite i classici bit 0 e 1. Utilizzano i quantum bit o qubit, oggetti più complessi che sfruttano proprietà peculiari della fisica quantistica: la sovrapposizione di stati, l’entanglement e l’interferenza quantistica.


Ora è in corso la seconda rivoluzione quantistica.

I ricercatori possono rilevare e manipolare singole particelle e le loro interconnessioni e interazioni fisiche e costruire nuove tecnologie e sistemi che utilizzano le proprietà della meccanica quantistica sottostante.

Questi sviluppi hanno portato a importanti progressi tecnici in molte aree diverse, tra cui l'informatica quantistica, i sensori, le simulazioni, la crittografia e le telecomunicazioni. Sta cominciando a emergere un'intera generazione di nuove tecnologie quantistiche con un potenziale di impatto economico e sociale di vasta portata. Alcuni sono già in fase di sviluppo, mentre molti altri saranno sviluppati nei prossimi decenni.

 

L'Europa ha una lunga tradizione di eccellenza nella ricerca quantistica.

È ora fondamentale sviluppare una solida base industriale che si basi su questa tradizione. Senza una ricerca coordinata e sforzi di finanziamento a livello europeo, l'Europa rischierebbe di restare indietro rispetto ai suoi concorrenti globali.

Per vincere questa sfida, nel 2018 è stata lanciata la Quantum Technologies Flagship. Si tratta di un'iniziativa di ricerca su larga scala e a lungo termine finanziata dall'UE che riunisce istituti di ricerca, industria e finanziatori pubblici, consolidando ed espandendo la leadership scientifica europea e l'eccellenza in questo campo.

 

Il calcolo quantistico

Nell'ambito dell'impresa comune europea per il calcolo ad alte prestazioni (EuroHPC JU), la Commissione sta ora progettando di costruire computer quantistici pilota all'avanguardia entro il 2023. Questi computer fungerebbero da acceleratori interconnessi con i supercomputer dell'impresa comune, formando " macchine ibride che uniscono il meglio delle tecnologie di calcolo quantistiche e classiche.

Nel 2021 sono iniziati i lavori sul primo simulatore quantistico dell'impresa comune, che sarebbe anche interconnesso con un supercomputer.

Questo sarà il primo elemento di un'infrastruttura europea di simulazione quantistica disponibile tramite il cloud su base non commerciale per gli utenti europei pubblici e privati. L'infrastruttura sarà utilizzata per affrontare complessi problemi di simulazione e ottimizzazione, in particolare nello sviluppo dei materiali, nella scoperta di farmaci, nei trasporti e in altri problemi del mondo reale di grande importanza per l'industria.

 

EuroQCI

Da giugno 2019, tutti i 27 Stati membri dell'UE hanno firmato la Dichiarazione EuroQCI, accettando di lavorare insieme, con la Commissione e con il supporto dell'Agenzia spaziale europea, allo sviluppo di un'infrastruttura di comunicazione quantistica che copra l'intera UE (EuroQCI).

 


Fonte: Commissione Europea

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