Dalla Quantum Flagship europea ai recenti investimenti privati. Come si stanno muovendo le grandi aziende e le start-up nel campo del quantum computing? Quali impatti potrebbero avere sui settori chiave come la sicurezza informatica, la salute e le comunicazioni?
In questo episodio parliamo con Tommaso Calarco, professore di scienza dell'informazione quantistica presso l'Università di Jülich, esploreremo la Quantum Flagship europea e gli investimenti pubblici nel settore. Inoltre, con Simone Valorani, head of strategy di Scientifica Venture Capital, esploreremo il ruolo chiave di Quantum Italia e la recente partnership con Quntonation nel plasmare il futuro delle tecnologie quantistiche. Scopriremo come le start-up stanno guidando l'innovazione in settori chiave come la sicurezza informatica, il calcolo e le comunicazioni.
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Cristiano Matricardi L'hype è inevitabile. Ci sarà sempre qualcosa più trendy di qualcos'altro, ma non per questo dobbiamo perdere la visione d'insieme. Oggi approfondiremo il tema, guardandolo però da un altro punto di vista. Grandi aziende e start up si sfidano ogni giorno a colpi di performance e funzionalità che sembrano portarci sempre più vicino agli usi reali ed efficienti dei calcoli quantistici. Queste aziende e start up scommettono sul fatto che questa rivoluzione quantistica diventi realtà. Sono convinte di riuscire a costruire computer quantistici e infrastrutture software necessari per realizzarla. Dobbiamo recepire con cautela tutte queste informazioni e capire cosa realmente ne pensano tutti quegli attori che con le loro scoperte sono capaci di spostare i macro-equilibri dello sviluppo di nuove tecnologie. Stiamo parlando di agenzie di investimenti sia pubbliche che private. Il loro compito è delicatissimo ed estremamente connesso con società, geografia e politica, che siano esse istituzioni governative o fondi privati. Designare degli investimenti significa prendere vere e proprie scelte tecnologiche, ma anche politiche e sociali, che serviranno poi a posizionarsi nel migliore dei modi in uno scenario nazionale ed internazionale in continuo mutamento. Tutte queste scelte sono tanto importanti quanto estremamente complesse, perché devono tenere in considerazione due fattori principali i sogni e la realtà. Ma di cosa stiamo parlando concretamente?
I sogni. Immagina un mondo in cui computer quantistici risolvono istantaneamente problemi irrisolvibili, aprendo così porte a scoperte sorprendenti. Con la simulazione quantistica ora è possibile analizzare le interazioni tra molecole in modo dettagliato e realistico, il che porta a una progettazione molecolare estremamente precisa. Si apre quindi la possibilità di progettare farmaci personalizzati, accelerando la scoperta e lo sviluppo di nuove terapie. Un computer quantistico permetterebbe di superare ostacoli apparentemente insormontabili nell'ottimizzazione, nel machine learning e nella crittografia. Infine, il sogno di un Internet quantistico promette comunicazioni ultra sicure ed una connettività istantanea. Sono questi i sogni che stanno spingendo gli scienziati a domare la fisica quantistica e creare un nuovo paradigma di calcolo in grado di rivoluzionare tutti i campi della nostra vita.
La realtà, come quando ci si sveglia da un sogno. L'entusiasmo iniziale attorno a quello che abbiamo immaginato inizia a fare i conti con la realtà. La prima realtà è che una macchina quantistica capace di risolvere problemi pratici e dare un vantaggio netto rispetto al passato in maniera riproducibile non esiste. Troppi errori e troppe incertezze nelle misure. La seconda realtà è che il calcolo quantistico risulta vantaggioso, risolve solo una piccola parte di problemi di ottimizzazione. La crittografia quantistica, un tempo vista come baluardo dell'inviolabilità, è ancora in una fase embrionale e lontana dall'essere pronta per l'uso su larga scala. Anche se l'ottimizzazione e il machine learning quantistici promettono di migliorare la logistica e l'intelligenza artificiale. Questi progressi sono stati colati da limiti tecnologici e algoritmi ancora in fase di sviluppo. Pertanto, mentre i sogni del quantum computing sono affascinanti, dobbiamo affrontare le sfide della realtà con umiltà e perseveranza, sapendo che il cammino verso la loro realizzazione completa è un'impresa complessa e intrinsecamente legata alla ricerca e allo sviluppo continuo. Quando parliamo di investimenti europei nell'ambito delle tecnologie quantistiche non possiamo non fare riferimento alla quantum flagship. Essa rappresenta una pietra miliare nell'ambito della ricerca e dell'innovazione in Europa. È iniziata nel 2018, durerà dieci anni e sta vivendo una ristrutturazione. La prima fase andava dal 2018 al 2021. L'obiettivo era quello di iniziare a tradurre l'eccellenza scientifica e le competenze in tutti i campi delle tecnologie quantistiche per creare valore imprenditoriale, ma specialmente un terreno fertile su cui sviluppare un'industria in loco, quindi europea, che ci renda indipendenti da fonti esterne.
Oggi abbiamo Tommaso Calarco, che è professore di Scienza dell'informazione quantistica presso l'Università di Colonia, direttore del Peter Drucker Institute di Jülich, nonché co-autore del Quantum Manifesto nel 2016, ovvero quel manifesto che iniziò la Quantum Flagship. Quindi chi meglio di lui per capire come sta evolvendo il panorama dei finanziamenti pubblici e le prospettive da qui al 2028?
00:05:27 Tommaso Calarco Inizialmente si era pensato di fare qualche cosa che raccogliesse tutto insieme sotto un unico cappello: un continuo tra la ricerca fondamentale, la ricerca applicata, lo sviluppo tecnologico e la commercializzazione. Uno sviluppo importante che abbiamo avuto negli ultimi anni è stato che siamo passati da una situazione in cui questo programma doveva servire un po’ per tutto, a un focalizzarsi della flagship proprio sugli aspetti di ricerca, mentre invece aspetti di infrastruttura e di implementazione sono andati a confluire su altri canali di finanziamento della Commissione europea. Quindi in questo senso vediamo un'espansione delle attività sempre più verso innovazione e industria. L'aspetto economico dell'ecosistema e vediamo corrispondentemente un rifocalizzare su un concentrarsi della flagship di per sé proprio sulle tematiche più specificamente di ricerca scientifica.
00:06:25 Cristiano Matricardi Possiamo dire che la seconda fase della flagship è già partita e punterà sempre di più a creare soluzioni concrete. Ma come? Da una parte appunto continuerà a finanziare la ricerca di base, quindi con il programma quadro Horizon Europe, ma per la prima volta in Europa quest'ultimo verrà affiancato da un altro programma quadro che si occupa più di infrastrutture. Il suo nome è Digital Europe. In ballo ci sono 7.5 miliardi di euro e durerà fino alla fine della flagship, ovvero fino alla fine del 2028.
00:07:03 Tommaso Calarco In questo contesto si è cominciato a finanziare la rete di comunicazione quantistica, per la quale sono stati attivati un paio di anni fa i progetti nazionali di reti sicure basati sulla crittografia quantistica, che nella fase successiva verranno connesse tra di loro a livello paneuropeo. Allo stesso tempo, il programma Digital Europe finanzia anche l'infrastruttura europea di supercalcolo e in questo contesto sono state lanciate una serie di call che hanno portato verso quelle che possiamo chiamare le sette sorelle, sette centri di supercalcolo in tutta Europa. Siamo nella fase di acquisto di macchine quantistiche che andranno ad affiancare a potenziare le capacità di calcolo dei super calcolatori tradizionali.
00:07:56 Cristiano Matricardi In Italia abbiamo una delle sette sorelle, il Cineca, un consorzio universitario che ospita e gestisce Leonardo, il secondo computer più potente d'Europa e il 6.º nella classifica globale. Che cosa andranno a fare? Andranno ad acquistare un super computer quantistico da affiancare al super calcolatore italiano, con la prospettiva che questa diventi un'infrastruttura europea da connettersi con gli altri Stati membri e che consenta quindi l'accesso a università e industria ai primi prototipi di calcolo quantistico che ovviamente non serviranno in questo momento a risolvere problemi pratici a livello industriale. Però sarà molto utile nella ricerca e nello sviluppo di nuovi algoritmi e di nuove applicazioni. Ad ogni modo, la visione dell'Unione Europea va oltre e punta a creare soluzioni reali con quelle tecnologie quantistiche che hanno una maturità adeguata per poter uscire fuori dai laboratori. Stiamo parlando di sensori oppure di tecnologie di comunicazione quantistica?
00:09:02 Tommasco Calarco La flagship è incominciata in laboratorio, ma la flotta, le diverse barche adesso si orientano anche ad avere i primi esempi di utilizzo. E poi naturalmente come traino ha un mercato in cui inizialmente le ditte, le start up, le ditte anche più grandi che offrono servizi e dispositivi in questo senso forniranno i loro servizi e dispositivi al pubblico per la realizzazione di queste infrastrutture, ma poi questo agirà da volano, da traino anche per una maggiore capacità produttiva dell'ecosistema europeo che quindi sarà in grado di aumentare sempre più l'offerta privata.
00:09:49 Cristiano Matricardi Quello che vedremo sarà quindi lo sviluppo di attività industriali che ci permetteranno, come utenti, di accedere a tecnologie quantistiche prima a livello pubblico e poi, mano a mano, sempre in maniera più quotidiana.
00:10:01 Tommasco Calarco Interessante a questo livello giusto per fare un esempio è un elemento che va oltre alla semplice ricerca e verso l'implementazione commerciale. L'abbiamo dimostrato nella Assemblea digitale sotto la presidenza svedese a Stoccolma a metà giugno. Avevamo sul palco un gravimetro quantistico che anche per il nostro Paese è molto rilevante nel senso che è un gravimetro identico a quello della ditta francese Exile è collocato permanentemente sul Monte Etna per il monitoraggio dell'attività vulcanica.
00:10:44 Cristiano Matricardi Ma ampliamo lo sguardo, arriviamo fuori dai confini europei. Cosa troviamo? Troviamo degli scenari internazionali estremamente dinamici. Come si sta posizionando l'Europa all'interno di questi ecosistemi? Qual è la differenza tra Europa, USA e Cina, per esempio? In linea di massima gli obiettivi sono comuni, ma ci sono delle differenze sostanziali nel modo in cui questi obiettivi verranno raggiunti. Ad esempio, in USA i fornitori di servizi legati a tecnologie quantistiche sono quasi esclusivamente imprese private come IBM o Google, ma anche realtà più ridotte, altamente tecnologiche inserite nel mercato. In Europa invece, la scommessa è diversa e punta sulla creazione di mercati privati e di valore commerciale, partendo però da un'offerta pubblica in grado di creare un network più trasparente ed infrastrutture condivise molto più solide, come abbiamo sentito poco fa negli obiettivi della Quantum Flagship. E qui Tommaso vorrei chiederti se un vantaggio realmente si trova nel sistema Europa, dove lo possiamo trovare.
00:12:04 Tommasco Calarco IBM per esempio dice: tu mi paghi un servizio e ti rendi servizio, però mi lasci anche i diritti di proprietà intellettuale e questo vediamo è un ostacolo molto concreto per molte imprese. Invece questo ostacolo non ci sarà quando andremo a realizzare una infrastruttura di tipo pubblico. Naturalmente c'è il rischio che ci possa essere una complicazione magari nelle procedure e questo è un rischio che bisogna scongiurare facendo molta attenzione a come le cose vengono realizzate. Però anche in questo caso dal punto di vista strutturale il fatto di avere una strututra pubblica significa una maggiore libertà e flessibilità. Anche perché l'orientamento pubblico è quello di avere un sistema il più agile possibile che ci aiuti a realizzare il vantaggio delle imprese piccole e medie grandi in Europa.
00:13:19 Cristiano Matricardi Dalle parole di Tommaso capiamo come l'Europa sta cercando di creare un vantaggio sia a livello normativo che a livello strutturale di infrastrutture per competere a livello mondiale. Però c'è un problema. Quando si parla di investimenti, come gestire quell'equilibrio tra aspettative a volte esagerate e la realtà dei fatti? Soprattutto quando ad investire sono l'Unione europea o gli Stati membri che devono cercare di bilanciare positività e realismo. Tommaso quali sono i fattori che vengono presi in considerazione in questo campo.
00:14:07 Tommaso Calarco Per raggiungere un equilibrio proprio anche rispetto a questo che è uno dei pericoli più grossi a cui assistiamo, quello dell’hype e delle aspettative esagerate, che spesso vengono anche utilizzate internamente nell'industria. Un gruppo di ricerca di una grande industria che voglia convincere l'amministratore delegato che è una buona idea investire in questo campo tenderà tipicamente a esagerare le aspettative. Questo alla lunga è naturalmente controproducente. Per offrire un supporto a questo la comunità scientifica, per la prima volta insieme alla comunità industriale, ha sviluppato una agenda di ricerca strategica proprio per dire quali sono le prospettive anche entusiasmanti di lungo termine, quali sono però le cose che possono essere realizzate su una scala di tempo breve, media e lunga e quali sono gli aspetti che sono interessanti e realizzabili dal punto di vista di industria.
00:15:08 Cristiano Matricardi Essenzialmente si tratta di un'agenda che farà da riferimento sia per la ricerca di base quindi fondamentale sia per le aziende, le infrastrutture, i servizi come per esempio i progetti di supercalcolo, quindi fornire a tutti coloro che lavorano in questo campo una sorgente unica che viene continuamente aggiornata in grado di dare supporto a tutti coloro che vorranno mettere in piedi delle strategie future per lo sviluppo di nuove tecnologie e quindi aiutare le decisioni. Ecco proprio in questo frangente Tommaso, voglio chiederti quali sono alcuni indicatori di performance reali che ci danno una visione reale di quello che sta succedendo nel campo.
00:16:00 Tommaso Calarco Il numero di start up che producono un calcolatore quantistico in Europa. Il numero di startup che producono dispositivi di comunicazione quantistica. Il numero di posti di lavoro e il tasso di crescita. Il numero di brevetti. Un prodotto importante dei progetti di ricerca è anche che formano studenti, dottorandi, personale che poi andrà ad andare nell'industria. E queste sono le cose che sono necessarie per dire “ragazzi la cosa funziona o non funziona” perché non può essere un un obiettivo che continua a rimanere 10 o 15 anni in là. Ma dobbiamo dichiarare adesso cosa ci aspettiamo. C'è un certo livello di rischio nel dirlo, e poi andiamo a vedere se questo succede. Questi sono i criteri su cui si deve basare la politica per decidere.
00:17:04 Cristiano Matricardi Microsoft afferma di essere lontana anni, non decenni da un milione di qubit. Google, da parte sua, si aspetta di avere un computer quantistico pienamente funzionante entro il 2030. I vantaggi di questi computer, dicono, sono potenzialmente enormi. Soluzioni al cambiamento climatico, nuovi farmaci, nuovi materiali. Ne abbiamo già parlato. Problemi che prima richiedevano secoli ora vengono risolti in pochi minuti. Ma c'è qualcosa di più dietro il forte interesse nello sviluppare questi computer quantistici. C'è un'altra ragione per cui queste aziende sono così desiderose di avere un computer quantistico. Il motivo è ovvio. Se riescono a risolvere i problemi ingegneristici della costruzione di un computer, questi potrebbero avere un enorme impatto commerciale. Infatti, se i computer quantistici sono in grado di fare veramente ciò che si dice, è difficile pensare che anche solo un settore non sia interessato ad averne uno a disposizione. Gli investitori per questo stanno prendendo nota, ma dobbiamo stare molto attenti.
00:18:16 Simone Vallorani Negli ultimi dodici mesi i fondi privati destinati alle start up del settore delle tecnologie quantistiche hanno superato i 2 miliardi di dollari, un trend in decisa crescita rispetto agli anni precedenti. Questo crescente interesse è attribuibile non solo alle prospettive di un futuro segnato da impatti potenzialmente rivoluzionari in ogni ambito, ma anche alla crescente consapevolezza che l'anticipazione è cruciale. Se non cominciamo a costruire un solido ecosistema oggi, potrebbe essere troppo tardi domani. Potremmo infatti ritrovarci impreparati, privi delle conoscenze e degli strumenti necessari per sfruttare appieno le tecnologie quantistiche. È proprio per tale motivo che Scientifico Venture Capital ha deciso di posizionarsi nel settore attraverso Quantum Italia, il primo veicolo di investimento italiano completamente dedicato alle tecnologie quantistiche.
00:18:58 Cristiano Matricardi Avete appena ascoltato Simone Vallorani, head of Strategy di scientifica venture Capital, un fondo di investimento italiano che si occupa di investire e promuovere start up altamente innovative. I numeri sono ottimi per capire a che punto siamo, ma dobbiamo capire che cosa significano e che cosa ci dicono certi numeri, andando a scavare nel loro vero significato.
00:19:22 Simone Vallerani Dall'analisi dell'attuale panorama delle start up nel settore delle tecnologie quantistiche emerge un quadro variegato che evidenzia che il focus di queste aziende in termini di macro-applicazioni si concentra sullo sviluppo di software. Quasi il 38% delle start up sono infatti attive in questo campo, mentre osserviamo che il 25% delle start up si concentra invece sulla creazione di hardware. Questi dati ci raccontano che tuttora, quando si sente parlare di tecnologie quantistiche, il riferimento è a software ed applicazioni comunicazione quantistica. È però importante sottolineare che circa il 70% dei fondi di finanziamento è stato destinato ad investire in progetti start up concentrate nello sviluppo dell'hardware, che indubbiamente assorbe molte più risorse finanziarie. Questo perché la componente hardware continua a rappresentare un vero e proprio collo di bottiglia, sia da un punto di vista tecnico che economico.
00:20:11 Cristiano Matricardi Investire, promuovere e fomentare una certa determinata tecnologia va bene. Farlo senza scrupolo no. Ed è questo che Scientifica Venture Capital non vuole fare. Vuole creare un ecosistema solido per far fiorire quelle vere tecnologie che hanno serie potenzialità per la nostra società.
00:20:36 Simone Vallerani Non bisogna polarizzare la discussione sul concetto di funzionalità ma credo invece che occorra riconoscere, concentrarsi sulle potenzialità e gli eventuali limiti. Solo così si riesce a bilanciare il rischio della possibile riuscita di un progetto. E questo esattamente come Scientifica Venture Capital approccia le tecnologie innovative. Siamo infatti riusciti ad investire in maniera strutturata in campi come quello dell'intelligenza artificiale, della manifattura avanzata, dei materiali avanzati e Quantum Italia rappresenta un'ulteriore sfida nel mondo dell'innovazione. Dopo meno di un anno dalla nascita di Quantum Italia, abbiamo recentemente annunciato un importante ingresso nella compagine azionaria. Quantonation, il più importante venture capital nel campo del quantum a livello mondiale, ha deciso infatti di unire le sue forze con Scientifica Venture Capital e realizzare, grazie all'investimento congiunto, il primo quantum studio italiano ed europeo. Ci aspettiamo quindi un significativo impulso che contribuirà a concretizzare le brillanti idee presenti nel nostro territorio.
00:21:28 Cristiano Matricardi Ora che Quantonation è entrato nella compagine azionaria di Quantum Italia, quindi, possiamo aspettarci in concreto che il modello già consolidato in Canada in Francia di questa grandissima realtà di investimenti sulle tecnologie quantistiche venga trasportato e replicato in Italia attraverso Scientifica Venture Capital e appunto Quantum Italia.
00:21:55 Simone Vallerani Tecnologie così complesse come le quantistiche richiedono la creazione di un intero ecosistema. Eccellenza accademica, infrastrutture, un ampio bacino di talenti, accesso a finanziamenti privati, ma anche sostegno pubblico. Attraverso la rete dei Quantum Studio si creerà un hub dove i ricercatori potranno sviluppare e perfezionare i loro progetti con l'obiettivo di creare soluzioni tecnologiche nuove e uniche per poi, con cadenza fissata, effettuare dei check point e verificare lo stato di sviluppo del progetto con l'obiettivo di effettuare un primo round di investimento.
00:22:25 Cristiano Matricardi I Quantum Studios sono la vera novità di questa partnership e il fulcro attorno al quale ruoterà tutto lo sviluppo di nuove tecnologie e di nuove start up e quindi è l'aspetto che farà la differenza.
00:22:39 Simone Vallerani Attraverso il Quantum Studio si procederà non solo a fornire i capitali, ma anche a creare un ambiente fertile per lo sviluppo di idee rivoluzionarie, offrendo alle start up l'accesso a risorse, conoscenze e network internazionali di prim'ordine, sia hardware che software sviluppate negli altri Quantum Studio a livello globale. Un altro importante obiettivo dei Quantum Studio è di facilitare l'apertura di nuove sedi operative nel territorio per quelle ex start up che, avendo raggiunto il successo all'interno del programma Quantum, desiderano portare loro tecnologia nei diversi paesi. Nel percorso proposto a ricercatori e start up all'interno del Quantum Studio ci saranno periodiche verifiche sull'avanzamento dei progetti con la finalità di comprendere se la start up è pronta per un grande investimento. Questa costante supervisione da parte dei tecnici di Quantum Italia sottolinea la volontà di investire in tecnologie innovative, unitamente al forte senso di responsabilità e prudenza, nonché consapevolezza delle difficoltà intrinseche di questo campo. Simone Deliberato, professore e ricercatore di fotonica quantistica presso l'Università di Southampton, è il neo-nominato CT di Quantum Italia e sarà responsabile della validazione tecnica dei progetti e start up da inserire nel Quantum Studio, nonché della valutazione degli sviluppi fatti nel corso del programma.
00:23:53 Cristiano Matricardi Abbiamo visto come nel panorama degli investimenti ad oggi sono presenti tantissimi attori, sia pubblici che privati, e come l'Unione Europea in questo campo si sta muovendo sia a livello degli Stati membri, sia a livello europeo che a livello internazionale. Se vogliamo portarci un messaggio da questa puntata è che, specialmente per le tecnologie quantistiche, tutto deve essere misurato in maniera più accurata possibile, passo dopo passo, e allocare risorse sia umane che finanziarie in un'ottica di crescita organica, senza alimentare clamore ingiustificato, ma allo stesso tempo permettere di avanzare con la tecnologia, avvicinandosi possibilmente sempre di più a quello che le tecnologie quantistiche ci promettono.
Qub.it è un podcast originale di Nature Italy, Scrittura e cura editoriale Cristiano Matricardi e Nicola Nosengo; Postproduzione e montaggio Cristiano Matricardi.
