L’Europa battezza il suo primo computer quantistico operativo: il PIAST-Q, un passo decisivo verso l’era del calcolo quantistico nel Vecchio Continente. L’evento, ospitato dal Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe (Pcss), il Centro di Supercomputing e Networking di Poznań, ha visto la partecipazione di figure chiave come Dariusz Standerski, Segretario di Stato al Ministero degli Affari Digitali della Polonia, Rafal Duczmal, Presidente del Consiglio di Amministrazione di EuroHPC JU, e Anders Jensen, Direttore Esecutivo di EuroHPC Joint Undertaking.
Indice degli argomenti
PIAST-Q: un computer quantistico all’avanguardia
Il nuovo sistema, denominato PIAST-Q in omaggio alla dinastia Piast, la prima dinastia storica di governanti della Polonia, è un computer quantistico a ioni intrappolati basato su tecnologia laser. Ospitato e gestito dal Pcss, il sistema è fornito da AQT, un’azienda di Innsbruck, Austria. Con una capacità di 20 qubit fisici, PIAST-Q offre prestazioni di alto livello per gli utenti europei, grazie a caratteristiche uniche come:
- porte quantistiche universali ad alta fedeltà, che riducono gli errori computazionali,
- tempi di coerenza lunghi, che consentono profondità di circuito superiori,
- connettività totale tra i qubit, che garantisce maggiore stabilità e abilita porte quantistiche multi-qubit programmabili.
Come tutti gli altri computer quantistici EuroHPC in fase di implementazione, PIAST-Q sarà integrato con l’infrastruttura di supercalcolo ad alte prestazioni (Hpc). Inizialmente, il sistema sarà accoppiato al supercomputer Altair, per poi essere connesso al supercomputer PIAST-AI, permettendo l’accesso a un’architettura ibrida classico-quantistica per gli utenti europei.
Un futuro promettente
Sebbene la calibrazione finale di PIAST-Q proseguirà nei prossimi mesi, l’inaugurazione rappresenta una tappa fondamentale nella realizzazione del primo computer quantistico EuroHPC operativo, in una serie di implementazioni che sono previste nei prossimi anni. Il progetto è particolarmente notevole per la sua rapidità di esecuzione: il contratto di approvvigionamento è stato firmato meno di un anno fa e la consegna e l’implementazione sono avvenute con mesi di anticipo rispetto alla tabella di marcia iniziale.
Innovazione per la ricerca e l’industria europee
PIAST-Q sarà accessibile agli utenti finali europei entro la fine dell’anno e supporterà casi d’uso ibridi tra classico e quantistico, come l’ottimizzazione quantistica, la chimica, la scienza dei materiali e l’apprendimento automatico. Destinato principalmente alla ricerca e all’innovazione, il sistema sarà disponibile per una vasta gamma di utenti europei provenienti dal mondo accademico, industriale e dal settore pubblico.
Anders Jensen, Direttore Esecutivo di EuroHPC Joint Undertaking, ha sottolineato: “L’inaugurazione di PIAST-Q rappresenta un passo fondamentale nel salto dell’Europa nell’era quantistica. Questo traguardo non solo segna l’installazione del nostro primo computer quantistico EuroHPC, ma dimostra anche il nostro impegno a costruire un ecosistema di calcolo quantistico sovrano e di classe mondiale in Europa. Con PIAST-Q, non stiamo solo investendo in tecnologia, ma stiamo investendo nell’eccellenza europea.”
La tecnologia degli ioni intrappolati
La tecnologia degli ioni intrappolati utilizza campi elettromagnetici per intrappolare atomi carichi (ioni), che vengono successivamente manipolati da laser ad alta precisione per eseguire operazioni quantistiche, offrendo tempi di coerenza molto lunghi. PIAST-Q si distingue per la sua architettura innovativa e collaudata, che consente modularità e scalabilità. Il sistema, sviluppato e validato in collaborazione con l’Università di Innsbruck, è stato progettato per adattarsi a due rack standard da 19 pollici, tipici dei data center. Inoltre, operando a temperatura ambiente e consumando meno di due kilowatt di potenza elettrica, PIAST-Q elimina la necessità di raffreddamento speciale, acqua o infrastrutture energetiche complesse.
Il finanziamento
Il costo totale di acquisizione di PIAST-Q è di 12,28 milioni di euro, con il 50% dei costi finanziato dall’EuroHPC JU e il restante 50% dal Ministero degli Affari Digitali e dal Ministero della Scienza e dell’Istruzione Superiore della Polonia. Il Pcss guida il consorzio EuroQCS-Poland, che include due partner polacchi, il Centro di Fisica Teorica dell’Accademia Polacca delle Scienze e Creotech Instruments S.A., e un partner accademico lettone, l’Università di Lettonia.
Ibm apre l’era del calcolo ibrido
Il quantum computing compie un passo decisivo verso l’adozione pratica su scala internazionale. A Kobe, in Giappone, Ibm e Riken, istituto nazionale di ricerca di eccellenza nel campo delle scienze computazionali, hanno inaugurato il primo sistema quantistico modulare fuori dagli Stati Uniti. La macchina, appartenente alla nuova generazione di sistemi sviluppati da Ibm, si trova all’interno del Riken Center for Computational Science (R-Ccs) e rappresenta una pietra miliare nell’evoluzione del supercalcolo ibrido.
Per la prima volta, un quantum system viene co-locato e integrato direttamente con un supercomputer classico: nel caso specifico, Fugaku, sviluppato da Riken in collaborazione con Fujitsu e riconosciuto tra le piattaforme più potenti al mondo. Il governo giapponese sostiene il progetto attraverso Nedo, agenzia pubblica per lo sviluppo tecnologico, nell’ambito delle strategie nazionali per le infrastrutture post-5G.
Il processore che estende i confini del quantum computing
Il sistema si fonda sul processore Ibm Heron, un’architettura quantistica a 156 qubit fisici, progettata per massimizzare stabilità, scalabilità e fedeltà computazionale. Rispetto alla generazione Eagle, Heron riduce gli errori di gate a due qubit di un ordine di grandezza, portandoli a 1×10⁻³, e migliora la velocità di esecuzione dei circuiti fino a 250.000 clops.
Si tratta del primo processore di Ibm in grado di eseguire circuiti quantistici non simulabili con metodi classici, collocando Heron al vertice delle piattaforme attualmente disponibili sul mercato. A livello ingegneristico, la struttura di Heron è ideale per operare in ambienti ibridi, adattandosi a scenari di parallelizzazione avanzata e cooperazione dinamica tra risorse classiche e quantistiche.
Un’integrazione radicale tra classico e quantistico
L’elemento che distingue il progetto giapponese non è solo la potenza computazionale, ma il livello di integrazione architetturale tra il quantum system e il supercomputer Fugaku. La connessione avviene tramite una rete ad altissima velocità e latenza minima, che collega i due ambienti fino al livello delle istruzioni elementari.
Questa architettura consente l’esecuzione di flussi computazionali distribuiti, dove il calcolo viene suddiviso fra le due piattaforme a seconda della natura del task. Il paradigma emergente è quello del quantum-centric computing, in cui l’hardware quantistico non è accessorio o alternativo, ma complementare al calcolo classico, in grado di assumere un ruolo centrale nel trattamento di problemi ad alta complessità.
Quantum computing al servizio di scienza e industria
Le applicazioni concrete sono già oggetto di sperimentazione. Tra le più promettenti vi è la modellazione molecolare e chimica, un ambito in cui il quantum computing può trasformare i processi di scoperta farmaceutica e materiali avanzati. Il progetto Ibm–Riken ha già dimostrato, attraverso l’algoritmo Sqd (sample-based quantum diagonalization), la capacità di simulare la struttura elettronica dei solfuri di ferro, composti presenti in numerosi sistemi biologici e ambientali.
Tradizionalmente considerati fuori portata anche per i migliori hpc, questi calcoli diventano accessibili grazie all’integrazione quantistico-classica. La dimostrazione conferma che l’utilità scientifica del quantum computing è già una realtà, anche senza macchine completamente fault-tolerant.
Altre aree di interesse includono l’ottimizzazione di portafogli finanziari, la gestione intelligente delle reti energetiche, la simulazione del clima e il machine learning quantistico. Tutti ambiti in cui la combinazione di potenza, precisione e parallelismo promessa dal quantum computing può abilitare nuovi modelli predittivi.
Quantum computing come partita geopolitica e industriale
L’attivazione del primo quantum system avanzato in Giappone ha implicazioni strategiche rilevanti. Il paese asiatico si propone come nodo primario nello sviluppo globale del quantum computing, puntando su una forte alleanza pubblico-privato, che coinvolge attori come Softbank, Università di Tokyo e Università di Osaka. Il supporto politico, regolatorio e infrastrutturale è considerato decisivo per creare un ecosistema di innovazione a lungo termine, capace di trattenere competenze e attrarre investimenti.
Il Giappone si inserisce così nella corsa al quantum computing oggi guidata da tre poli principali: Stati Uniti, Cina ed Europa. A differenza degli Usa, che puntano su big tech e defense, e della Cina, più orientata al controllo sovrano delle tecnologie di base, Tokyo sembra puntare su integrazione, interoperabilità e apertura scientifica.
Impatti sul settore telco e Ict
Per il comparto telco e Ict, il quantum computing rappresenta un orizzonte di sviluppo trasversale. Non si tratta solo di maggiore capacità computazionale, ma di ripensare l’architettura delle reti, dei protocolli e dei servizi. L’arrivo di sistemi ibridi connessi a supercomputer implica nuovi requisiti per la banda passante, la latenza di rete e la sicurezza.
L’infrastruttura necessaria a supportare il quantum computing è strettamente legata alla banda ultralarga, oggi fondamentale per garantire connessioni resilienti e dinamiche tra cloud, edge e nodi quantistici. È qui che si gioca una partita chiave anche per l’Europa e per l’Italia, dove iniziative come il Quantum Flagship UE e la rete QCI pongono le basi per una futura rete quantistica continentale.
Italia: nodo digitale o spettatore?
Il caso giapponese offre un riferimento prezioso anche per l’Italia, che può contare su eccellenze accademiche e infrastrutture di ricerca già coinvolte in progetti quantistici europei. L’interrogativo, tuttavia, riguarda la capacità del sistema-Paese di coordinare investimenti, policy e partnership pubblico-private per tradurre il potenziale in leadership tecnologica.
Il ruolo degli operatori telco, dei centri di ricerca, delle università e dell’industria manifatturiera sarà determinante per evitare che il quantum computing resti una promessa lontana, e trasformarlo invece in motore di innovazione trasversale, dal pharma all’energia, dalla logistica alla difesa.
