L’Italia sta emergendo come un attore significativo nel panorama della ricerca quantistica globale, con una comunità scientifica di oltre 60 gruppi di lavoro e alcuni dei ricercatori più autorevoli nel campo. Lo rivela la seconda parte del Rapporto Anitec-Assinform, “Ricerca e Innovazione ICT in Italia”, realizzato in collaborazione con APRE (l’Agenzia per la Promozione della Ricerca Europea), che offre un’analisi dettagliata del settore emergente delle Quantum Technologies, evidenziando il loro potenziale rivoluzionario e la loro centralità per l’evoluzione del digitale.
Quantum Computing, Quantum Communication e Quantum Sensors
Quantum Computing, Quantum Communication e Quantum Sensors non solo complementano l’ICT tradizionale, ma hanno il potenziale per ampliare e migliorare esponenzialmente prestazioni e funzionalità di soluzioni tecnologiche cruciali per il digitale, quali la sicurezza informatica, l’intelligenza artificiale e la gestione dei dati.
Il Paese vanta una delle più grandi comunità scientifiche in questo settore, con esperti che hanno ottenuto importanti riconoscimenti nell’ambito della Flagship Europea sulle tecnologie quantistiche.
Un elemento distintivo dell’approccio italiano è la sua precoce implementazione di una rete in fibra ottica per la distribuzione dello standard di tempo/frequenza e per le comunicazioni quantistiche, nota come “Quantum Backbone” e gestita dall’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM). Questa infrastruttura pone l’Italia all’avanguardia nella sperimentazione pratica delle tecnologie quantistiche.
Tuttavia, nonostante questi progressi, il Paese affronta sfide significative.
Gli investimenti nelle tecnologie quantistiche
Gli investimenti pubblici nelle tecnologie quantistiche, stimati intorno ai 320 milioni di euro in tre anni attraverso il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR), sono considerevolmente inferiori rispetto a quelli di altri paesi europei come la Germania (2,65 miliardi di euro tra il 2018 e il 2028) e la Francia (1,8 miliardi nell’orizzonte 2020-2026). Questa disparità di finanziamenti potrebbe limitare la capacità dell’Italia di competere a lungo termine su scala globale. Nonostante ciò, l’Italia ha dimostrato una notevole efficienza nell’utilizzo delle risorse disponibili, concentrandosi su aree di ricerca strategiche come il calcolo quantistico, le comunicazioni quantistiche e la sensoristica quantistica.
McKinsey Annual Quantum Technology Monitor 2024
*Investimenti annunciati dai governi. La durata degli investimenti varia per Paese. I dati non sono esaustivi.
In particolare, il Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing, guidato dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), sta svolgendo un ruolo cruciale nel coordinare gli sforzi nazionali e nell’integrare le risorse di ricerca in settori strategici. Questo approccio mirato potrebbe consentire all’Italia di massimizzare l’impatto dei suoi investimenti, nonostante le limitazioni di budget.
Fonte: QuIC e Orbit Intelligence
*Primi depositi di brevetto per data di prioritÃ
Il PNRR come motore di sviluppo per le tecnologie quantistiche
Il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) si è rivelato un catalizzatore fondamentale per lo sviluppo delle tecnologie quantistiche in Italia. Con uno stanziamento di circa 175 milioni di euro per il periodo 2022-2025, il PNRR ha dato un impulso significativo alla ricerca e all’innovazione in questo campo. Questi fondi sono stati strategicamente distribuiti:
- 30 milioni di euro sono stati dedicati esclusivamente al calcolo quantistico,
- 30 milioni sono stati allocati per la creazione di un’infrastruttura aperta e accessibile per la fotonica e le tecnologie quantistiche,
- 115 milioni sono stati destinati al lancio della National Quantum Initiative.
Questa distribuzione mirata delle risorse riflette una strategia ben ponderata volta a sviluppare un ecosistema quantistico completo lungo tutta la filiera tecnologica. Il Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing, finanziato con 320 milioni di euro dal PNRR, sta giocando un ruolo chiave in questo sviluppo.
In particolare, lo Spoke 10 di questo centro si sta concentrando sullo sviluppo della tecnologia dei calcolatori quantistici, affrontando sfide cruciali come il miglioramento dell’affidabilità dei componenti e la riduzione della complessità di programmazione.
Parallelamente, l’Istituto Nazionale di Scienza e Tecnologia Quantistica (NQSTI), un partenariato esteso finanziato con 116 milioni di euro dal PNRR, sta promuovendo attività di ricerca fondamentale competitiva nella Quantum Science.
Questi investimenti stanno già producendo risultati tangibili: il primo qubit superconduttivo interamente costruito in Italia è stato realizzato presso i laboratori della Fondazione Bruno Kessler a Trento, segnando un passo importante verso l’autonomia tecnologica del Paese in questo settore strategico.
Inoltre, il progetto QUID (Quantum Italy Deployment) sta lavorando alla realizzazione dell’Infrastruttura per la Comunicazione Quantistica (QCI) in Italia, parte di un più ampio progetto europeo (EuroQCI). Questo progetto mira a implementare sistemi e reti per testare le tecnologie di comunicazione quantistica, in particolare la distribuzione quantistica di chiavi crittografiche (QKD), integrandole con l’attuale rete in fibra ottica dedicata alle telecomunicazioni.
Nonostante questi progressi significativi, permangono sfide importanti. La frammentazione dei progetti e la limitatezza dei fondi rispetto ad altri paesi europei potrebbero compromettere l’efficacia complessiva degli sforzi italiani, rallentando i progressi e rendendo difficile ottenere risultati significativi a livello internazionale.
Tuttavia, l’approccio mirato e la focalizzazione su aree strategiche potrebbero permettere all’Italia di massimizzare l’impatto dei suoi investimenti, posizionandola come un attore chiave nell’ecosistema quantistico europeo e globale.
Le sfide e le opportunità per l’industria quantistica italiana
L’industria quantistica italiana si trova di fronte a una serie di sfide e opportunità uniche nel contesto globale. Una delle principali sfide è la limitata disponibilità di finanziamenti privati rispetto ad altri paesi leader nel settore. Nel 2023, l’investimento privato nel Quantum computing in Italia è stato stimato nell’ordine di alcuni milioni di euro, una cifra modesta se confrontata con i massicci investimenti in paesi come gli Stati Uniti o la Cina. Questa disparità di risorse finanziarie potrebbe rallentare lo sviluppo e la commercializzazione di tecnologie quantistiche italiane. Tuttavia, l’Italia sta cercando di compensare questa carenza attraverso una strategia di collaborazione pubblico-privata e di focalizzazione su nicchie di mercato specifiche.
Ad esempio, l‘iniziativa di co-design annunciata da ENI per la costruzione di un computer quantistico basato interamente su tecnologia italiana, attraverso la creazione di Eniquantic, rappresenta un modello innovativo di partnership tra grandi aziende e start-up specializzate. Questo approccio potrebbe consentire all’Italia di sviluppare competenze uniche in settori strategici come l’energia e l’ottimizzazione dei processi industriali.
Un’altra sfida significativa è la carenza di una filiera industriale completa nel settore quantistico.
Il passaggio dalla ricerca di base alla ricerca applicata e al mercato
L’Italia ha una presenza limitata nelle fasi iniziali della catena del valore, come la ricerca di base in meccanica quantistica, e non ha ancora aziende con volumi sufficienti per entrare nell’elenco ristretto delle principali aziende globali del settore. Tuttavia, il Paese sta dimostrando una forza crescente nelle fasi intermedie, come lo sviluppo di chip e componenti per tecnologie quantistiche, grazie a start-up innovative e PMI specializzate.
Questa specializzazione potrebbe rappresentare un’opportunità significativa per l’Italia di posizionarsi come fornitore chiave in specifiche nicchie della catena del valore quantistica globale. L’industria italiana sta anche affrontando la sfida della trasformazione delle scoperte scientifiche in applicazioni commerciali.
Il passaggio dalla ricerca di base alla ricerca applicata e poi al mercato richiede non solo competenze tecniche avanzate, ma anche capacità di gestione dell’innovazione e di sviluppo del business. In questo contesto, iniziative come il progetto Proof-of-Concept Network stanno giocando un ruolo cruciale nel colmare il divario tra ricerca e mercato.
Tuttavia, i risultati finora ottenuti mostrano che c’è ancora molta strada da fare: le esperienze universitarie più significative e il CNR hanno una performance dimensionale inferiore sia in termini di portafoglio brevettuale che di spin-off attivi rispetto ai leader internazionali. Nonostante queste sfide, l’industria quantistica italiana presenta opportunità significative.
