Quantum computing, ecco la prima strategia italiana: serve un miliardo di euro in cinque anni

Nasce la prima strategia nazionale italiana sul quantum computing, il futuro delle tecnologie informatiche. Riconosce che finora l’Italia ha fatto poco a livello di investimenti nel settore – 228,9 milioni di euro nel 2021-2024 – e avrebbe bisogno di un miliardo di euro pubblici nei prossimi cinque anni, più un forte apporto dal settore privato, che però finora è stato asfittico. È una partita che nonostante tutto l’Italia può giocare bene, perché le “tecnologie quantistiche sono già una realtà della nostra ricerca, di base e applicata. E un obiettivo delle nostre imprese e della formazione a tutti i livelli. Per questo abbiamo deciso di dotarci di una Strategia nazionale, italiana, per le tecnologie quantistiche”, si legge nel documento pubblicato mercoledì sera dal Governo.

Gli esperti al lavoro

La strategia è stata redatta da un Gruppo di Lavoro composto da esperti della comunità scientifica e da rappresentanti del Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR), del Dipartimento per la Trasformazione Digitale (DTD) della Presidenza del Consiglio dei Ministri, dell’Agenzia Nazionale per la Cybersicurezza (ACN), del Ministero delle Imprese e del Made in Italy (MIMIT), del Ministero della Difesa, del Ministero degli Affari Esteri e della Cooperazione Internazionale (MAECI).

L’importanza delle tecnologie quantistiche

Le tecnologie quantistiche sono “critiche per la competitività dei Paesi, con un potenziale rivoluzionario in numerose applicazioni e significativi impatti sulla sicurezza nazionale”, si legge. “Nonostante siano ancora tecnologie in fase prototipale, destinate a consolidarsi nel prossimo decennio, gli sforzi congiunti della ricerca pubblica e industriale ne stanno accelerando lo sviluppo”.

Gli ambiti sono quattro.

Il calcolo quantistico mira a sviluppare dispositivi e protocolli capaci di superare o accelerare i computer classici esistenti, offrendo vantaggi come la risoluzione più rapida per alcune classi di problemi, un consumo energetico ridotto, e potenzialmente una maggiore precisione e costi inferiori. Le sue applicazioni spaziano dalla logistica alla distribuzione dell’energia, dalla diagnostica medica alle previsioni idrologiche o dei cambiamenti climatici, con la potenzialità di contribuire anche al miglioramento delle tecniche di apprendimento automatico e intelligenza artificiale. Tuttavia, la sua potenza solleva anche preoccupazioni sulla vulnerabilità dei sistemi crittografici esistenti, rendendo essenziale o sviluppo di hardware sicuro e protocolli avanzati per la crittografia.

La simulazione quantistica ha lo scopo di sviluppare dispositivi capaci di emulare specifici sistemi a livello atomico, offrendo maggiore semplicità rispetto ai computer quantistici universali. Oltre a importanti ricadute sulle conoscenze scientifiche fondamentali, le sue applicazioni sono molteplici e includono lo sviluppo di nuovi materiali, la progettazione di celle solari e batterie di nuova generazione, il design di nuove molecole e biomolecole, con applicazioni negli ambiti della meccanica, della chimica e della farmacologia, tanto in contesti civili quanto in quelli militari.

La comunicazione quantistica promette livelli di confidenzialità senza precedenti nelle comunicazioni punto-punto, sia per uso civile che militare. In uno scenario futuro, per resistere agli attacchi portati dai computer quantistici, si dovranno complementare due approcci: uno algoritmico, basato su protocolli post-quantistici e hardware classico, l’altro fisico, basato su sistemi di Distribuzione Quantistica delle Chiavi (QKD). La creazione di nuove reti di trasmissione ad hardware quantistico potrà poi evolvere verso una rete in grado di scambiare risorse quantistiche fra dispositivi consentendo applicazioni come la sensoristica ed il calcolo distribuito.

La sensoristica quantistica sfrutta le proprietà della materia e della radiazione quantistica per raggiungere sensibilità e precisione senza precedenti. I sensori quantistici trovano applicazioni in tutti i domini operativi, sia in ambito civile che militare.

Ad esempio: orologi atomici quantistici per un posizionamento estremamente preciso; gravimetri capaci di monitorare i movimenti tettonici o identificare strutture sotterranee; magnetometri a pompaggio ottico per identificare oggetti nascosti o depositi minerari, anomalie di campo magnetico terrestre attraverso mappature da piattaforme mobili, misurare e fornire immagini dei campi biomagnetici (ad esempio quelli generati da cervello, cuore e muscoli); microscopia quantistica; dispositivi e rivelatori per applicazioni in ricerca di base.

I fondi necessari

I soldi italiani sono pochi rispetto a Regno Unito (4,1 miliardi), Germania (3 miliardi), Francia (1,8 miliardi) e Paesi Bassi (1,1 miliardi) ma dopo loro in Europa ci siamo noi nella classifica dei finanziamenti stanziati. “Il limitato finanziamento pubblico nel settore e l'assenza, finora, di un programma strategico ha avuto ripercussioni anche nello sviluppo del settore privato, in termini di numero di aziende native e fondi di venture capital raccolti. C'è una presenza esigua di startup native nel nostro paese, ma la distanza rispetto ad altri leader europei risulta colmabile”.

Sono 13 le aziende quantistiche in Italia, a pari merito col Giappone, contro le 35 del Regno unito, le 28 di Germania, le 18 della Francia e le 14 dei Paesi Bassi (in testa gli Usa con 102, nella classifica mondiale). Facciamo meglio della Spagna (10) e di tutti gli altri Paesi europei.

Dall’analisi condotta dagli esperti scientifici del gruppo di lavoro emerge che, “per potersi collocare nel solco dei Paesi a più alto tasso di sviluppo tecnologico ed incrementare attrattività e competitività a beneficio dell’intero ecosistema, l’Italia avrebbe bisogno di programmare un volume di finanziamenti nel settore di circa 200 milioni all’anno, per un periodo di cinque anni (in aggiunta a quanto già investito). Tale ammontare rappresenterebbe lo 0,01% del PIL, una quota prossima a quella già programmata dalla Francia e dalla Germania”.

Per aumentare le risorse finanziarie private in fondi di venture sul quantum computing bisogna invece “rafforzare ulteriormente gli strumenti e incentivi che operano da leva (come, ad esempio, gli sgravi fiscali) o introdurre forme di de-risking”, si legge.

Per limitare il livello di rischio e le perdite sul portafoglio, un’ipotesi potrebbe essere quella di introdurre delle “garanzie” di natura pubblica (ad esempio tramite SACE), ovvero strumenti assicurativi a garanzia di parte dell’investimento qualificato, da parte di un fondo istituzionale (Limited Partner), in quote o azioni di Fondi per il Venture Capital deep-tech residente nel territorio dello Stato (o quello di Stati membri dell'Unione europea o di Stati aderenti all'Accordo sullo Spazio economico europeo, sempre che l’investimento del gestore sia in startup operanti prevalentemente in Italia). Un plafond di garanzie pubbliche del valore di 100 milioni euro (a copertura del 20% di ogni singolo investimento in un fondo VC) corrisponderebbe a un effetto leva significativo, secondo la strategia.

Altre raccomandazioni

La strategia poi suggerisce varie linee d’azione. Nella sezione dedicata alla ricerca, punta a costruire un ecosistema nazionale dinamico e connesso con quello europeo, in grado di integrare sinergicamente università, enti pubblici, centri di ricerca e imprese. Il cuore della strategia è il rafforzamento della cooperazione tra soggetti pubblici e privati, promuovendo l’accesso aperto alle infrastrutture di ricerca, la creazione di laboratori congiunti e una maggiore interazione tra ricerca accademica e applicazioni industriali. L’obiettivo è duplice: da un lato, rendere più efficiente la produzione scientifica, dall’altro facilitare l’adozione delle tecnologie quantistiche da parte del sistema produttivo, puntando su un più rapido trasferimento tecnologico, anche tramite la standardizzazione dei processi di valorizzazione della ricerca.

La strategia insiste molto sulla necessità di evitare dispersioni nei finanziamenti pubblici e di concentrare le risorse su progetti ad alto impatto e su tecnologie ritenute critiche per la sovranità tecnologica del Paese. Si prevede una governance trasparente e accessibile, pensata per rispondere anche alle esigenze delle imprese, semplificando le procedure amministrative e facilitando l’accesso ai fondi. Viene inoltre sottolineata l’importanza di un coordinamento strutturato con le regioni e con gli enti locali, per rafforzare gli ecosistemi territoriali dell’innovazione.

Un altro pilastro centrale della strategia riguarda l’attrazione e valorizzazione dei talenti. Si propone la creazione di strumenti per attrarre ricercatori italiani e stranieri, promuovendo la diversità, riducendo il divario di genere e incentivando la permanenza dei giovani nella carriera scientifica. Questa linea d’azione si integra con le iniziative di diplomazia scientifica e promozione del Sistema Paese condotte a livello ministeriale, in particolare dal MAECI.

L’integrazione tra ricerca e industria viene ulteriormente potenziata tramite il rafforzamento del trasferimento tecnologico, con la costruzione di reti collaborative pubblico-private che includano grandi imprese, start-up e PMI. Vengono previsti premi per l’innovazione, fondi dedicati per la crescita delle start-up, programmi di accelerazione e la creazione di strumenti finanziari per sostenere il ciclo di vita delle nuove iniziative imprenditoriali nel settore quantistico. In quest’ottica, si promuove anche lo sviluppo della filiera venture nazionale, con particolare attenzione al deep tech e a modelli di investimento a lungo termine (patient capital).

Sul fronte della formazione, la strategia intende integrare le scienze e tecnologie quantistiche nei corsi di laurea magistrale in fisica e ingegneria, promuovere nuovi corsi interdisciplinari come quello in “Quantum Engineering”, e favorire la creazione di dottorati tematici, industriali e consortili, anche in collaborazione con le imprese. La formazione si estende anche alla fase post-laurea, con master di secondo livello e percorsi di aggiornamento professionale (upskilling e reskilling), sostenuti da finanziamenti pubblici e privati.

La componente della comunicazione e sensibilizzazione è considerata cruciale per garantire una diffusione capillare della cultura quantistica. La strategia prevede iniziative divulgative rivolte al grande pubblico, agli studenti delle scuole secondarie, ai docenti e ai decisori aziendali. Si punta ad aumentare la consapevolezza sulle opportunità offerte dalle tecnologie quantistiche e a promuovere un coinvolgimento attivo di tutti i settori industriali, in modo da facilitare l’adozione delle TQ nelle imprese e nella pubblica amministrazione.

Infine, sul piano industriale, l’Italia mira a creare una filiera quantistica nazionale strutturata e integrata con le strategie di sviluppo legate all’intelligenza artificiale e alla space economy. Viene istituito un tavolo permanente di confronto tra istituzioni, industria, mondo accademico e fondi di investimento per definire le priorità e coordinare le azioni. È prevista la mappatura delle infrastrutture industriali e scientifiche già presenti sul territorio, lo sviluppo di nuovi poli di eccellenza, il supporto alle start-up attraverso fondi di crescita e programmi di trasferimento tecnologico. Particolare attenzione è dedicata alla sicurezza, alla standardizzazione tecnologica e alla collaborazione internazionale per garantire l’accesso alle infrastrutture critiche e la partecipazione italiana alle decisioni sovranazionali.