Il Quantum Computing è una delle frontiere tecnologiche più interessanti del nostro tempo. Una tecnologia ancora in piena evoluzione, ma già capace di aprire nuove prospettive in ambiti che richiedono un’elevata capacità di elaborazione e la gestione di problemi estremamente complessi.
Di questo e molto altro si è parlato nella puntata #837 di Digitalia – Speciale Quantum Computing, che ha visto come ospite l’Ing. Alfredo Troiano, Chief Technology & Innovation Officer di Netcom Group e Amministratore Unico di QuantumNet. Una conversazione di circa un’ora che parte dai principi alla base del calcolo quantistico per arrivare alle sue possibili applicazioni industriali, alla cybersecurity, alle smart cities e alle infrastrutture critiche.
Dal bit al qubit: un nuovo paradigma di calcolo
Per comprendere il potenziale del Quantum Computing è necessario partire da una differenza fondamentale rispetto all’informatica tradizionale. Mentre il computer classico utilizza il bit, che può assumere il valore 0 oppure 1, il computer quantistico utilizza il qubit, la cui natura quantistica permette di rappresentare una sovrapposizione di stati. A questo si aggiungono fenomeni come entanglement e interferenza quantistica, che consentono di progettare algoritmi completamente differenti da quelli utilizzati nel computing tradizionale. Il punto, tuttavia, non è semplicemente costruire computer più potenti: il Quantum Computing introduce un vero e proprio cambio di paradigma nel modo di affrontare determinati problemi computazionali. Come raccontato da Alfredo Troiano durante la puntata, non si tratta di trasformare un algoritmo classico in un algoritmo quantistico attraverso una semplice conversione. È necessario ripensare il problema e progettare circuiti e algoritmi specifici, sfruttando le caratteristiche proprie della tecnologia quantistica.
Dalla teoria alle applicazioni concrete
Uno degli aspetti più interessanti emersi durante la conversazione riguarda la possibilità di applicare il Quantum Computing a problemi reali. Tra gli ambiti con maggiore potenziale rientrano i problemi di ottimizzazione e classificazione, particolarmente complessi da gestire con i sistemi tradizionali all’aumentare delle variabili in gioco.
Un esempio raccontato da Troiano riguarda un progetto dedicato alla classificazione delle varietà di nocciole. Attraverso l’analisi di caratteristiche del frutto e della foglia, l’obiettivo era distinguere varietà molto simili tra loro. Il problema è stato affrontato prima attraverso approcci di tipo tradizionale e successivamente attraverso classificatori quantistici, ottenendo risultati particolarmente interessanti. Un altro ambito di sperimentazione riguarda invece la gestione del traffico e l’ottimizzazione dei semafori.
In questo caso, gli algoritmi sviluppati sono stati testati attraverso simulatori e successivamente su computer quantistici. Un risultato particolarmente significativo è emerso proprio dalla componente di “rumore” tipica degli attuali sistemi quantistici: in uno scenario complesso e imprevedibile come quello del traffico urbano, questa variabilità ha contribuito a rappresentare il comportamento caotico del sistema in modo più vicino alla realtà rispetto ad alcuni modelli matematici tradizionali. È un esempio interessante di come la sperimentazione nel Quantum Computing possa portare anche a risultati controintuitivi e aprire nuove direzioni di ricerca.
Quantum Computing e Smart Cities
Le applicazioni legate alle Smart Cities rappresentano uno degli scenari su cui la ricerca può avere un impatto significativo. Una città intelligente deve infatti gestire contemporaneamente un’enorme quantità di informazioni provenienti da sensori, veicoli, semafori, infrastrutture e persone.
L’obiettivo è riuscire a elaborare queste informazioni e prendere decisioni in tempi estremamente rapidi, ottimizzando la mobilità, le risorse e i servizi. In questo scenario, gli algoritmi quantistici potrebbero contribuire alla gestione di problemi di ottimizzazione particolarmente complessi, dall’organizzazione del traffico alla pianificazione dei percorsi, fino alla gestione integrata dei diversi elementi che compongono l’ecosistema urbano.
La sfida della cybersecurity post-quantistica
Un altro tema centrale affrontato durante la puntata è quello della sicurezza informatica. L’arrivo di computer quantistici sufficientemente potenti potrebbe mettere in discussione alcuni degli attuali sistemi crittografici, rendendo necessario un processo di transizione verso algoritmi progettati per resistere anche alle capacità di calcolo quantistiche.
Da qui nasce il concetto di Post-Quantum Cryptography, insieme allo sviluppo di tecnologie come la Quantum Key Distribution (QKD). La sfida non riguarda soltanto il futuro. Il principio del cosiddetto “store now, decrypt later” evidenzia infatti la necessità di considerare già oggi la protezione dei dati che potrebbero essere intercettati e decifrati in futuro grazie a tecnologie più avanzate.
Anche le infrastrutture di telecomunicazione stanno sperimentando modalità per far convivere comunicazioni tradizionali e segnali quantistici sulle stesse reti in fibra, con l’obiettivo di rendere progressivamente disponibili nuovi livelli di sicurezza.
Quantum Computing e infrastrutture critiche
Guardando ai prossimi anni, uno degli scenari indicati da Alfredo Troiano come particolarmente promettente è quello delle infrastrutture critiche. Trasporti, telecomunicazioni, finanza, sanità, energia e altre infrastrutture strategiche sono sistemi complessi e interconnessi, nei quali un singolo evento può generare conseguenze a cascata.
In questo contesto, il Quantum Computing potrebbe contribuire alla realizzazione di Digital Twin e simulazioni avanzate, permettendo di analizzare scenari complessi, prevedere possibili criticità e individuare strategie di risposta.
L’obiettivo è passare da una logica prevalentemente reattiva a una capacità sempre maggiore di simulare, prevedere e ottimizzare.
La tecnologia ha bisogno di nuove competenze
Il Quantum Computing non rappresenta soltanto una nuova frontiera tecnologica: richiede anche nuove competenze e un nuovo approccio alla progettazione del software. Durante la puntata, Troiano sottolinea come chi vuole avvicinarsi a questo settore debba sviluppare una solida base STEM, ma soprattutto la capacità di abbandonare il paradigma tradizionale del calcolo binario e acquisire un nuovo modo di progettare algoritmi e circuiti.
È proprio in questa direzione che si inseriscono anche le attività di formazione sviluppate da Netcom in collaborazione con l’Università degli Studi di Napoli Federico II, attraverso percorsi dedicati alla programmazione quantistica.
L’impegno di Netcom nell’innovazione quantistica
L’interesse di Netcom per il Quantum Computing nasce da un percorso di ricerca e sviluppo avviato nel 2021 con la fondazione di QuantumNet, startup dedicata all’esplorazione di soluzioni software e allo sviluppo di algoritmi quantistici. L’obiettivo è contribuire alla costruzione di competenze e soluzioni in un settore ancora giovane, ma destinato a evolversi rapidamente nei prossimi anni. Il Quantum Computing non è ancora una tecnologia pronta a sostituire il computer che utilizziamo ogni giorno. Il suo valore emerge soprattutto nella capacità di affrontare specifiche classi di problemi complessi, dove i sistemi tradizionali possono incontrare limiti significativi.
La sfida, oggi, è quindi continuare a sperimentare, sviluppare competenze e comprendere quali saranno le applicazioni in cui il calcolo quantistico potrà generare un reale vantaggio competitivo. E, come emerge dalla conversazione su Digitalia, il futuro potrebbe essere molto più vicino di quanto immaginiamo.
L’intervento dell’Ing. Alfredo Troiano è disponibile nella puntata speciale di Digitalia dedicata al Quantum Computing.