L’integrazione emergente della potenza del calcolo quantistico e dell’intelligenza artificiale promette di portare ancora più lontano la frontiera tecnologica. Mentre gli Stati Uniti guidano l’avanzamento, la Cina e l’Unione Europea (UE) competono per la supremazia in questo campo. Il 9 dicembre 2024, Google ha presentato Willow, un processore quantistico in grado di risolvere in meno di cinque minuti un problema che richiederebbe ai computer più veloci del mondo 10 settilioni di anni, una cifra che supera di gran lunga l’età stimata dell’universo. Solo pochi mesi dopo, l’18 maggio 2025, NVIDIA ha inaugurato in Giappone ciò che viene descritto come “il più grande supercomputer di ricerca quantistica del mondo”. Questo sistema ibrido, composto da computer tradizionali e processori quantistici, ha le sue attività coordinate dall’intelligenza artificiale (IA). Questi sono i due stadi più recenti dell’accelerazione vigorosa che sta spingendo la Quantum AI, cioè la combinazione della potenza del calcolo quantistico e dell’intelligenza artificiale. Questa rivoluzione tecnologica, sebbene possa ancora essere considerata una promessa ambiziosa, è destinata a trasformare le economie e le società su scala globale.
La grande forza del calcolo quantistico risiede nel fatto che, a differenza dei computer tradizionali che elaborano informazioni utilizzando bit con valori di 0 o 1, i processori quantistici utilizzano qubit, che possono assumere simultaneamente molti valori, permettendo di gestire una quantità molto maggiore di calcoli. Anche se per certi compiti i computer tradizionali di grande potenza rimangono più efficaci, in alcuni campi il calcolo quantistico potrebbe risolvere problemi attualmente irresolubili o eseguire simulazioni complesse. Tuttavia, è necessario usare il condizionale, poiché i calcoli quantistici attuali soffrono di errori che richiedono metodi sofisticati di correzione per ottenere risultati affidabili. È qui che l’intelligenza artificiale sta facendo un’importante contribuzione, attraverso algoritmi che ottimizzano il funzionamento dei processori, permettono una gestione più efficiente delle informazioni, corrono gli errori e arrivano addirittura a progettare circuiti più performanti in modo autonomo. D’altra parte, l’alleanza con l’IA, i computer quantistici offrono una soluzione ai limiti dell’hardware tradizionale per migliorare le applicazioni di intelligenza artificiale, fornendo più risorse per l’analisi dei dati e l’addestramento dei modelli. In questa sinergia, le due tecnologie si completano a vicenda e possono spingersi verso nuovi traguardi tecnologici.
L’interesse per gli sviluppi di questa combinazione
è stato certificato dalla decisione delle Nazioni Unite di dichiarare il 2025 come l’Anno Internazionale della Scienza e delle Tecnologie Quantistiche, con l’obiettivo di sensibilizzare l’opinione pubblica sull’importanza e l’impatto della scienza e delle applicazioni quantistiche in tutti gli aspetti della vita. Oltre alle iniziative multilaterali di collaborazione e sensibilizzazione, il crescente valore strategico della Quantum AI ha scatenato una competizione globale che coinvolge governi, grandi aziende e centri di ricerca. Gli Stati Uniti, attualmente, contano su una leadership basata sulla loro supremazia sia nel campo quantistico che in quello dell’IA. I colossi tecnologici privati, in particolare IBM, Google, Microsoft e Amazon, guidano questa corsa. IBM detiene il maggior numero di brevetti quantistici depositati presso l’Ufficio Brevetti e Marchi degli Stati Uniti (USPTO), passando da 63 brevetti nel 2013 a 790 nel 2023. Google, d’altra parte, ha sviluppato in collaborazione con la NASA il Quantum Artificial Intelligence Lab e si è proposto di lanciare sul mercato, nel 2029, la prima Quantum AI applicata a problemi reali nei settori farmaceutico, energetico e dei materiali. Tradizionalmente, Washington confida nel ruolo propulsore del settore privato, ma ha anche identificato il calcolo quantistico come un ambito da sostenere con fondi pubblici, limitando al contempo l’accesso a queste tecnologie da parte dei suoi avversari. In dicembre 2024, con un voto bipartisan, il Congresso ha approvato il National Quantum Initiative Reauthorization Act, che destina 2,7 miliardi di dollari in cinque anni per avanzare nelle applicazioni pratiche della tecnologia quantistica, con un focus particolare sulle implicazioni per la sicurezza nazionale. Questa legislazione amplia l’ambito delle misure precedenti approvate nel 2018 e sposta l’attenzione dalla ricerca di base verso applicazioni più concrete.
In ottobre 2024, il Dipartimento del Tesoro degli Stati Uniti ha annunciato severe restrizioni su certi tipi di investimenti e sul trasferimento di conoscenze verso aziende straniere (per ora solo cinesi) che operano in questo ambito. Queste restrizioni si aggiungono a quelle imposte in settembre 2024 dal Dipartimento del Commercio sull’esportazione di tecnologie sensibili per lo sviluppo di processori quantistici. I timori di Washington sono diretti verso la Cina, che già nel suo Piano Quinquennale del 2016 aveva incluso la tecnologia quantistica tra i progetti scientifici prioritari. Nel piano successivo, fino al 2025, la scienza dell’informazione quantistica è stata classificata come la seconda area chiave tra le tecnologie emergenti, subito dopo l’intelligenza artificiale e prima dei semiconduttori. I bilanci pubblici dimostrano l’importanza che Pechino attribuisce a questo ambito. Secondo i dati di McKinsey, nel 2023 gli investimenti statali ammontavano a 15,3 miliardi di dollari, molto al di sopra dei 3,8 miliardi degli Stati Uniti. Questo supporto ha portato i ricercatori cinesi a depositare più brevetti di Stati Uniti ed Europa insieme. Tuttavia, questo leadership assoluta è limitata dal fatto che il 60% dei brevetti applicati o citati in lavori scientifici sono ancora di origine statunitense. La enorme produzione di brevetti è dovuta al ruolo predominante delle università e degli istituti di ricerca nell’ecosistema quantistico cinese, mentre le iniziative delle aziende private hanno incontrato alcuni ostacoli. Nel 2024, grandi gruppi come Alibaba e Baidu hanno deciso di chiudere i loro laboratori quantistici, donando le strutture a entità pubbliche. Le ragioni esatte di questa decisione sono difficili da precisare. Alcuni analisti lo attribuiscono al tentativo di Pechino di centralizzare a livello statale lo sviluppo di una tecnologia considerata strategica e molto sensibile. Altri lo interpretano come un segno di rallentamento dell’entusiasmo verso un settore che, sebbene offra promettenti scenari, offre limitati benefici a breve termine. Gli scettici argomentano che l’annunciata rivoluzione è prematura e che le applicazioni pratiche, che porterebbero anche rendimenti economici, si limitano a pochi esperimenti in campi molto specifici. Inoltre, i processori quantistici sono costosi, fragili e richiedono condizioni estreme (temperature vicine allo zero assoluto) per funzionare in modo efficiente.
Nonostante queste incertezze, il contributo dell’intelligenza artificiale sta trasformando il settore quantistico nel prossimo terreno di competizione tecnologica tra le due superpotenze. In uno scenario futuro in cui solo Stati Uniti e Cina dispongano di processori avanzati, il resto del mondo si vedrà costretto a scegliere tra l’uno o l’altro per beneficiare delle applicazioni. Questa prospettiva preoccupa l’Unione Europea e la sta spingendo a costruire la propria autonomia quantistica. Nel 2018, l’Unione Europea ha lanciato il programma Quantum Flagship, un’iniziativa decennale con una dotazione di un miliardo di euro, che ha già finanziato numerosi progetti di università, centri di ricerca e aziende. In dicembre 2023, la Commissione Europea ha promosso la Dichiarazione Europea sulle Tecnologie Quantistiche, in cui i governi si sono impegnati a rafforzare ulteriormente la cooperazione e gli investimenti, con l’obiettivo di trasformare il Vecchio Continente nella “Quantum Valley del mondo”. Questo ambizioso obiettivo si basa su una rete di computer quantistici installati in vari paesi, inclusa l’Italia, attraverso l’iniziativa EuroHPC (Iniziativa Comune Europea per il Calcolo ad Alte Prestazioni). Questo ecosistema federato di infrastrutture quantistiche e supercalcolo offre applicazioni avanzate e servizi a cittadini, organizzazioni e aziende. In dicembre scorso, è stato annunciato che il Innovate Consortium, guidato da CINECA (il consorzio interuniversitario italiano che gestisce le infrastrutture di supercalcolo) e composto da sette partner industriali italiani di vari settori, è stato selezionato per ospitare e gestire il primo supercomputer industriale di EuroHPC. L’infrastruttura sarà installata nel Tecnopolo di Bologna, già sede del supercomputer Leonardo, anch’esso parte della rete europea. Oltre a una solida tradizione di ricerca accademica nel campo della quantistica, l’Italia vanta diverse eccellenze. Nel 2024, l’Università Federico II di Napoli ha inaugurato il Superconducting Quantum Computing Center, una struttura all’avanguardia che fa parte di una rete coordinata dal Centro Nazionale di Ricerca in Supercalcolo (ICSC). Per l’Italia, così come per tutti i paesi impegnati nello sviluppo della quantistica, la sfida dei prossimi anni sarà tradurre la ricerca in applicazioni pratiche. La combinazione con l’intelligenza artificiale potrebbe facilitare questa transizione strategica, trasformando la Quantum AI in una vera rivoluzione capace di plasmare lo sviluppo economico dei paesi, con un conseguente aumento della competizione geopolitica per il controllo di questa tecnologia.
